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Proyecto CNC 12021 Juan Arriola Sempere

Enunciado

Realizad y simulad el programa de CNC en codigo ISO básico(FAGOR 8025M) de desbaste y acabado de un cajeado(vaciado), realizado sobre una pieza en bruto paralelipédica, con las siguientes características geométricas

  • Planeado, limpieza de pieza
  • Cajeado de forma no rectangular, ni circular con un mínimo de 4 lados y 4 radios de acuerdo interiores no nulos y definidos, deben existir al menos tres radios de acuerdo interiores diferentes. Profundidad superior en al menos 3 veces a la longitud efectiva de la fresa de desbaste empleada.
  • Desbaste basado en una subrutina en XY, y otra de profundización adaptado a la geometría del cajeado (no se pueden emplear ciclos fijos de cajeado, ni rectangular, ni circular). Observad que el empañe de la fresa no sea superior al recomendado, tanto en X como en Y, ni la profundización superior a la longitud efectiva de la fresa. Dejando una pasada de acabado entre 1 a 2 mm para el contorneado de las paredes y otra pasada en Z (Entre 1 y 2 mm) también en el fondo del cajeado
  • Pasadas de contorneado con corrector de herramienta, por el contorno lateral final definido, profundización del acabado, y pasada final en la base del cajeado.
  • Se valorará para máxima nota introducir el cajeado de forma completo en un ciclo de usuario y repetirlo de forma sistemática en diferentes zonas de la pieza, por ejemplo con geometría polar.
  • Entregables:

-Plano acotado de la geometría propuesta con todas las dimensiones necesarias, y referencia geométrica de las mismas -Plan de mecanizado y selección de herramientas con condiciones de corte -Explicación detallada del código ISO empleado, con captura de imagenes asociadas en la página personal del WIKIFAB -Ficheros relativos al proyecto WU comprimidos en un fichero ZIP

Planos del vaciado

En este primer apartado se muestra el plano de diédrico de la figura a extrusionar. Todas las medidas se encuentran en mm y referidas al origen de la pieza, situado en la esquina inferior izquierda en la vista superior.

Se parte de un bloque de 140x125x80mm.

Plan para el fresado total y mecanizado. Incluyendo selección de herramientas

  • PLAN: Para la obtención del cajeado se ha optado por la sucesión de etapas de distinto fin en fresado y acabado para ir logrando la forma final. Para comenzar se mecaniza la superficie para dar un acabado uniforme y libre de impurezas o desniveles. En un segundo lugar se ha realizado el vaciado con forma aproximada y fresa grande de 10mm de diámetro, para abrir camino. Esta etapa, así como su sucesora, se ha realizado mediante consecutivas intrusiones de 10 mm de profundidad en el ataque a la pieza. La tercera etapa consiste en la correción de la etapa anterior para dejar el fresado vertical definitivo. Por último se repasa el fondo librándolo de irregularidades.
  • HERRAMIENTAS: Se han seleccionado dos herramientas de fresado de la marca IZAR. En el caso concreto a tratar, el modelo 6690.

Teniendo en cuenta las características de las mismas:

Para la primera y segunda etapa se toma de Ø10 a 1910 rpm y con vel. de avance de 554 mm/min. Tercera etapa se toma de Ø6 a 3183 rpm y con vel. de avance de 152 mm/min. Para el fondo se toma de Ø10 a 1910 rpm y con vel. de avance de 200 mm/min.

Programación

"Superficie"

Se busca con las sentencias T1.1 Y M06 selecionar la herramienta en la fresadora. La sentencia G94 nos permite configurar la velocidad del avance, de modo que sea en mm/min. Configurando las posiciones de la herramienta en coordenadas XY limpiamos toda la superficie.

"Forma inicial de cajeado"

En primer lugar se realizan la entrada y retirada de material con cuidado de evitar choques indeseados con la pieza. Mediante subrutinas en XY se realiza una primera aproximación del vaciado final. Los arcos de circunferencia se han realizado introduciendo el punto final y el radio gracias a las funciones G02 y G03 (sentido horario y antihorario respectivamente).El vaciado se ha de realizar en sucesivas capas de 10 mm de profundidad, restando en el eje Z.

"Corrección"

Se realiza una corrección gracias a una herramienta de diámetro inferior, 6mm. Para ello se emplea el corrector G42. De esa forma se consiguen las dimensiones idóneas.

"Fondo del cajeado"

Finalmente se procede a repasar el fondo sin tocar las paredes verticales del vaciado. De esta forma se logra el mencionado acabado libre de impurezas.

Proceso completo

Archivo

Media:CNC_12021.zip


Proyecto Robótica 12021 Juan Arriola Sempere

Enunciado

Realizar la puesta en marcha virtual de una célula robotizada, para un proceso propuesto con los siguientes elementos básicos

  • Sistemas robot de la biblioteca, empleando uno o varios brazos
  • Subsistema/s herramienta de procesado o manipulación para los brazos empleados
  • Sistema físico de perirrobótica para el el ajuste programa Teach_in 3D (construido a base de los elementos de la biblioteca)
  • Opcionalmente se puede añadir algún elemento más de perirrobótica, para aportar más realismo o claridad de la solución propuesta

Realizad y Comentad en vuestra pagina personal un programa que contemple la programación por aprendizaje de movimientos combinados en coordenadas robot y cartesianas. Adjuntar fichero comprimido de la célula desarrollada

Se valorará la creatividad, originalidad, complejidad, combinación de varios brazos, realismo, empleo de subprogramas, temporizados, ejes externos, combinación de manipulación y procesado.

Introducción y conexión con Proyecto de automatización

En este nuevo proyecto de robótica se ha intentado dar continuidad al proceso de fabricación, y ahora transporte, de tablas de monopatín. Para ello, el elemento apilador del anterior trabajo sirve de nexo entre ambas tareas: fabriación y transporte.

Se disponen de esta forma, 3 robots encargados de colocar los lotes de tablas que se vayan generando en el apilador, sobre un determinado pallet, a fin de que se finalmente cargado en un elevador motorizado.

A continuación se muestra el layout general de la instalación: Vista1:

Vista2:

Vista desde el puesto de operaciones:

Partes y proceso

En particular encontramos:

  • Robot de carga baja encargado de extraer el lote a colocar después en el pallet
  • Robot de carga media y mayor alcance encargado de colocar los distintos lotes en su correcta posción en el pallet
  • Robot de carga alta y gran alcance encargado de llevar el pallet con sus debidos montones y colocarlo en el elevador con motor.

Para una mejor compresión del proceso que toma lugar, se muestran a continuación los dos tramos de proceso:

  • Apilado en pallet:

Imagen:Apiladoenpallet_rob_12021.gif

  • Montaje en elevador:

Imagen:Montajeentransporte_rob_12021.gif

Programas robot

Aquí se muestran los 3 programas que han recibido los respectivos robots por el método de aprendizaje, es decir, pasando por los puntos que debe reocorrer de forma autómata posteriormente. En orden se muestran: el primer robot a intervenir, encargado de llevar los montones a la mesa de trabajo del segundo robot, el cual se encarga de colocar los montones en el pallet; y finalmente el programa del robot que monta el pallet en el transporte final, en el elevador.


Archivo de programas: Simulación de apilado y colocación, y simulación de puesta en transporte

Media:My_Layouts_12021.zip

Proyecto Interfase Hombre-Máquina 12021 Juan Arriola Sempere

Enunciado

Diseño del HMI del proyecto realizado en el trabajo de automatización básica

1. La función de control propuesta, deberá reprogramarse para el entorno SIMATIC

2. El objetivo es obtener un HMI de simulación del proceso (aproximación a la realidad), una consola de operador, donde puedan observarse gráficamente los valores de los estados y variables empleadas en el proceso.


3. Requisitos mínimos para el HMI:

  • Consola con entradas de mando e indicadores
  • Representación de estados del sistema simulados (simulación de movimiento, imagenes multiples, o asociado a una variable de PLC)
  • Representación de variables no booleanas de interés
  • Se valorará la complejidad del HMI propuesto (pantallas multiples), y el grado de detalle de la simulación propuesta

Pantalla de consola principal

En ella aparecen representados de modo minimalista y meramente informativo, los distintos dispositivos que intervienen en la instalación. Se busca así, con aproxiación a la realidad, que el operario pueda interpretar en que situación del proceso se encuentra la estación, así como de su estado de funcionamiento o paro. Los distintos dispositivos cambian de color e iluminación en función de su intervención. Del mismo modo se representa una simulación del proceso en cada instante. (Se mostrará a continuación).


Función de control

Se ha dividido el diagrama de escalera de entorno SIMATIC en distintos sectores para una mejor visualización.

  • Arranque del sistema: se observa como se establecen una serie de contactos que dejan en set un biestable encargado de acitivar la marca encargada del inicio del proceso. Las marcas y contactos que intervienen en esta rama son:

-inicio del sistema: M0.0// -PM (puesta en marcha): M2.0// -cilindro prensa: M1.0// -reinicio desde apilador: M0.1//

Mediante la pulsación de PM se enclava la señal de inicio, de igual forma se comportara cuando al final del ciclo el sensor último de apilamiento mande la señal de reinicio desde apilador. La activación de la prensa desactivará la señal de inicio, que como se verá mas adelante, se encarga de que el lanzador, mediante pulsos, envié nuevas laminas.

  • Funcionamiento de cilindros y motores: los distintos mecanismos se ponen en marcha tras llegar la señal de inicio. Las marcas y contactos que intervienen en esta rama son:

-inicio del sistema: M0.0// -cilindro prensa: M1.0// -sensor de 3 laminas: M3.0// -sensor de fin de prensa: M3.1// -cilindro empuje: M1.1// -sensor fin empuje: M3.2// -motor de cinta: M4.0// -sensor primer corte: M3.3// -cilindro primer corte: M1.2// -sensor fin primer corte: M3.4// -sensor llegada a giro: M3.5// -cilindro subida giro: M1.3// -sensor arriba giro: M3.6// -motor giro: M4.1// -sensor fin giro: M3.7// -sensor segundo corte: M3.8// -cilindro segundo corte: M1.4// -sensor fin segundo corte: M3.9// -sensor llegada apilador: M3.10// -cilindro apilador: M1.5// -sensor apilador intermedio: M3.11// -reinicio desde apilador: M0.1// -sensor apilador final: M3.12// -paro en último ciclo: M0.2// -Rearme: M2.3//

La secuencia de acción es sencilla. En primer lugar se generan impulsos que simulan el lanzamiento de láminas de madera con la llegada de señal de inicio del sistema, hasta llegar a 3 (composición de una tabla de skate), donde se detiene por llegar la señal de la marca M1.0. Para ello se ha tenido que verificar con la condición booleana del & el que se envíen 3 láminas, y que se reciba por el sensor de 3 laminas que han llegado. Da paso entonces a la cadena de procesos de activación de cilindros y motores correspondientes como se muestra en el diagrama. Se puede observar como además en todos los reset esta la opción del rearme, ya que una vez pulsado este, el sistema debe volver a su estado inicial.


  • Parada a último ciclo: En este esquema se muestra la actuación sobre el sistema para lograr que el proceso actual sea el ultimo hasta dar de nuevo al PM. Para ello se disponen el pulsador PP y PM, en los estados de set y reset de un contacto visto anteriormente: paro en último ciclo, situado justo antes de la señal que envía el apilador al principio del proceso para que se repita.Las marcas y contactos que intervienen en esta rama son:

-PM (puesta en marcha): M2.0// -PP (parada ultimo ciclo): M2.1// -paro en último ciclo: M0.2//

  • Parada de emergencia: se observan como intervienen los distintos pulsadores y marcas para activar o desactivar a la válvula de seguridad de todo el sistema. El pulsador de para de emergencia se encarga de, mediante la activación de la marca stop, bloquear la válvula de seguridad, que es de tipo NC (normalmente cerrada). Para la reanudación basta con activar el Rearme.

Las marcas y contactos que intervienen en esta rama son:

-PM (puesta en marcha): M2.0// -Rearme: M2.3// -stop: M0.3// -válvula de seguridad: M6.0// -PE (parada de emergencia): M2.2//

  • Indicadores luminosos: Las marcas y contactos que intervienen en esta rama son:

-PM (puesta en marcha): M2.0// -Rearme: M2.3// -PE (parada de emergencia): M2.2// -luz verde: M5.0// -luz rojo: M5.1//

Representación por pantalla del HMI de posibles estados

Arranque:

Prensado:

Empuje:

Primer corte:

Giro:

Segundo corte:

Apilado:

Parada:

Assignments INTERFASE HOMBRE-MAQUINA 12021 Juan Arriola Sempere

ASSIGNMENT FIVE: HMI simulation

Enunciado:

Diseñar la interfase Hombre-Máquina para el representar el funcionamiento automatizado del depósito acumulador general de una instalación neumática, según el esquema de la figura.

1. Realizar el programa para que simule de forma autónoma el llenado (con un generador de impulsos de frecuencia más alta), y el vaciado (con un generador de impulsos de frecuencia más baja), a parte de la consola típica con Pulsadores de Marcha-Paro, Emergencia-Rearme.

2.Realizad la explicación del HMI propuesto, como de costumbre, en vuestra página personal de Wikifab

3. Fichero comprimido con proyecto TIAP

Posible solution

Simulación del HMI y explicación del mismo:

En este caso, se busca el control mediante diagrama de escalera del llenado y vaciado de un deposito. Para ello se asocian una serie de marcas a los distintos pusadores/entradas de que dispone el elemento de interaz hombre-máquina. En nuestro caso serán:

  • PM: Puesta en marcha, que se encargara de poner en funcionamiento el sistema. Llevará asociada la marca M 2.0
  • PP: Parada, para detener en ese instante el proceso completo. Marcado en la M 2.1
  • PE: Parada en situación de emergencia. Se detendrá cualquie acción, quedandose en ese estado hasta el rearme. Marca: M 2.2
  • PR: Rearme, encargado de dejar el sistema de nuevo listo para el funcionamiento tras la emergencia. M 2.3

Para la función de control se ha procedido a su división según apartados/condiciones:

Arranque: La marca anteriormente mencionada (M 2.0) pondrá en marcha la marca reservada para el arranque del motor. Por otro lado se resetea cuando se pulse la parada de emergencia o la parada aislada.

Parada de emergencia y rearme: Mediante las marcas reservadas para ello, se consigue guardar en la marca M 0.1 el estado de emergencia o ausencia de ella, que resetea o no el biestable anterior.

Funcionamiento del motor del compresor: apoyándonos en el uso de las marcas anteriormente vistas, la activación y negación de las correspondientes marcas pondrán un 1 en el comparador lógico, seteando el motor en la marca M 3.2. Del mismo modo, una pulsación de seta o PP resetearan el motor.

Iluminación de funcionamiento: como su propio nombre indica, el iluminador verde reservado en la marca M 3.0 señalará un correcto funcionamiento del sistema en compresión. La pulsación de la seta de emergencia por su parte activará un indicador rojo de advertencia.

Función del compresor: Se configura un contador que aumenta su valor con el compresor funcionando y lo disminuye a menor ritmo si este se detiene. Así podemos simular las variaciones del nivel de presión. A la salida del contador encontramos dos comparadores, el primero activa la marca M 0.2 siempre que el nivel de presión sea inferior a 5 bares. El segundo activa la marca M 0.3 siempre que el nivel de presión sea superior a 7 bares. Ambas marcadas a sociadas al seteo y reseteo del compresor.

Simulación de la variación de presión: Mediante la generación de un impulso cada 3 segundos, se simula el incremento y descenso de la presión.

Simulación:

Proyecto Automatización Básica 12021 Juan Arriola Sempere

Enunciado

Esquema de estación automatizada (Diseño conceptual)


1.Layout con dimensiones de conjunto (no necesariamente en 3D, pero con las vistas y detalles suficientes)

2.Componentes no comerciales (Estructurales, soporte y unión, no al máximo detalle)

3.Componentes comerciales (detalle de catálogo)

  • Componentes seleccionados de catálogo
  • Criterios de selección
  • Dimensiones y especificaciones de catálogo

Descripción del puesto automatizado (HMI)

1. Memoria descriptiva con la secuencia de accionamientos reales del sistema. (Interfase Hombre Maquina-HMI)

  • Correspondencias del sistema real diseñado con el modelo elegido para la simulación en AS

2.Mapeo de señales

  • Descripción de las señales reales del sistema y correspondencia con el modelo simulado en AS

-Señales de salida, Mínimos: 4 accionamientos Electro-Neumáticos, o E-Hidráulicos, o combinación de ambos, 2 motores eléctricos, 1 indicador (luminoso o sonoro) -Señales de entrada, Mínimos: 2 captadores por accionamiento Electro-Neumático, 1 señal externa, 4 señales de consola (PP,PM,EM,REAR).

Simulación (Ingeniería de Sistemas) 1. Simulación del modelo y la función de control en AS (Subid archivo *.prj comprimido en formato en *.zip, *.rar,etc...)

  • Esquemas necesarios en AS:
  • Esquema Electro-Neumático (con aproximación a la realidad, consola de mando incorporada)
  • Esquema Eléctrico de Potencia
  • Esquema de interfase Eléctrico-Electrónica
  • Esquema Ladder Siemens

2. Descripción de la función de control Mínimo de Funciones elementales que debe contener: 4 biestables, 2 temporizadores y 2 contadores

Nota:La descripción en Wikifab debe contener toda la información necesaria para entender la función de control, y solo tener que utilizar el proyecto AS para comprobación

Introducción

El trabajo mostrado a continuación pretende mostrar los principios e ideas básicas, así como la programación y puesta en marcha de una línea de fabricación/montaje. En este caso concreto: fabricación de tablas de monopatín.

Para ello se ha configurado una determinada disposición de elementos físicos (eléctricos, mecánicos, electrónicos,etc.) conectando los diferentes mundos de trabajo (mecánico-eléctrico-electrónico-informático). Se persigue una automatización total o parcial del proceso elegido. Se ha contado con diversos elementos como puedan ser 7 accionamientos electro-neumáticos, 3 motores eléctricos, un indicador luminoso y distintas señales de mando para su control desde la consola HMI.

Para lograr una óptima obtención de las tablas se han dispuesto en serie una prensa, una cortadora, un dispositivo de giro, una segunda cortadora y un apilador. Todos ellos alimentados por un almacén/lanzador de materia prima, es decir, tablones de madera. El objetivo es emplear diferentes accionamientos electroneumáticos, para, con su respectiva parada gracias una cinta transportadora, se vaya dando forma al material hasta su destino. El proceso y transformación del material hasta su almacenaje final, será explicado con detalle más adelante.

Esquema de estación automatizada

1. Layout con dimensiones de conjunto. Incluye: elementos comerciales y estructurales/funcionales (no comerciales)

A continuación se muestra el layout general con las medidas más relevantes de la instalación a diseñar. Como se observa en el dibujo, se disponen:

  • En la primera rama (rama secundaria): lanzador y una cinta de rodillos que comunica con la linea/rama principal de modelado y cortado.
  • En la segunda rama (rama principal): por orden, la prensa(calefactora), el dispositivo de posicionamiento en cinta mediante empuje, los dos dispositivos de primer corte en la tabla, el elevador y rotor de tabla para segundo corte, la herramienta de segundo corte, y por ultimo el apilador de tablas finales.

Todas las medidas están en mm.

Layout general
Layout general

En la imagen se nombran y destacan los elementos principales, a saber:

  • Motores: Motor de lanzado de tablas (M.LANZADOR), Motor de cinta (M.CINTA), y Motor de rotación de tabla (M.ROTARY).
  • Cilindros electro-neumáticos(orden de intervención): prensa, empuje, c1I & c1II (corte primero), subidarot (rotación de pieza), c2 (segundo corte), apilador
  • Sensores: S1(llegada a prensa), S2(llegada a primer corte), S3(llegada a rotación), S4(llegada a segundo corte), S5(llegada a apilador)

Como se puede observar, los elementos estructurales han sido remarcados en diferentes colores. Servirá para establecer una lectura más sencilla de cara a ampliar su descripción a continuación.

2. Componentes no comerciales

Para tener una idea más aproximada a la realidad y ver qué soluciones se pueden presentar para el fin perseguido se han esbozado los siguientes elementos. Se muestran en las imágenes siguientes, los elementos estructurales más importantes no comerciales que intervienen en el proceso. Han sido diseñado con las intenciones y formas adecuadas para el tratamiento de la madera, desde su introducción en la instalación de fabricación, hasta su almacenaje. Se presentan acotados y con el código de color mencionado, acorde al layout general previamente mostrado.

Medidas en mm.

Lanzador

  • Situación: Comienzo de la primera rama o rama secundaria. Conectado a la cinta de rodillos.
  • Color en layout: Marrón

Este elemento es el encargado de almacenar la materia prima, las láminas de madera de 85x40mm, para posteriormente lanzarlas hacia la cinta de rodillos, que comunica con la prensa. Esta compuesto por un solido cerrado salvo por una apertura de relleno de láminas. En su interior se constituye por 4 muelles centrados que empujan con la fuerza adecuada las tablas situadas encima de los mismos mediante un soporte plano auxiliar. Conectado al rodillo más cercano a la prensa (rodillo primario o de tracción), se encuentra armado un motor.

El mecanismo se basa en el empuje de las láminas desde abajo hasta arriba por parte de los muelles de forma continua. El motor por su parte, es el encargado de poner en movimiento el rodillo primario, que agarra la lámina superficial y la lanza a la cinta de rodillos.

Planos con vistas y axonometría del elemento.

Lanzador i
Lanzador i
Lanzador ii
Lanzador ii

Base de Prensa y Modelado

  • Situación: Principio de la segunda rama o rama principal. Conecta con el final de la cinta de rodillos y a 90 grados con la cinta transportadora de la linea principal.
  • Color en layout: Azul

Este elemento es el encargado de dar forma, junto con el cilindro de prensa, a la tabla a obtener. Para ello, gracias al Motor Lanzador, se almacenan sobre este soporte 3 laminas. Estas son prensadas con el cilindro, el cual lleva en su extremo el molde acorde con la prensa y la forma final de la tabla.

Esta conformado por dos planos inclinados 25 grados, y un plano horizontal.Los tres de soporte para el moldeado. En su alzado derecho (layout) se encuentra un reborde curvo que permite la conexión optima con la cinta de transporte, buscando evitar posibles vibraciones no deseadas en la transición de la tabla. En el extremo más alejado de la recepción de láminas se encuentra un tope de grosor reducido, que se encarga de posicionar en profundidad las láminas en su llegada. En la entrada de láminas se sitúan dos cilindros rotatorios, que permiten el paso centrado de las láminas. Evitando que estas se desvíen.


Prensa soporte
Prensa soporte

Bancada de Primer Corte

  • Situación: Integrando a la cinta transportadora a ambas orillas. Lindando con la Prensa ( a su izq en layout) y el conjunto rotatorio ( a su derecha en layout).
  • Color en layout: Verde

Esta estructura esta diseñada para soportar el golpe de corte de las cuchillas del primer corte. Con la bajada de los 2 cilindros de corte, se realiza el primer corte a la tabla con forma ya adecuada por la prensa. Esta bancada esta compuesta por dos planos inclinados encargados de ser la referencia y apoyo de la tabla para recibir el corte.

Bancada corte 1
Bancada corte 1

Cuchilla Primer Corte

  • Situación: En el extremo de los cilindros de corte C1I y C1II.

Estas cuchillas son diseñadas con la forma adecuada de corte a la tabla ya prensada. poseen dos "aletas" que permiten cortar con cierto margen a lo ancho de la tabla. La parte curva guarda 25 grados con la horizontal, al igual que los planos de apoyo del apoyo de prensa y la bancada de corte 1.

Cuchilla corte 1
Cuchilla corte 1

Bancada corte 2

  • Situación: A continuación del giro de la pieza realizado por el M.ROTARY y el cilindro subidarot.
  • Color en layout: Rojo

Este banco de trabajo se encarga de soportar el corte realizado por el cilindro de corte c2 sobre la tabla ya girada y dispuesta según su eje de mayor longitud. Como se observa, ambas orillas son planas, a diferencia de la bancada del primer corte.

Bancada corte 2
Bancada corte 2

Apilador

  • Situación: Al final de la línea principal
  • Color en layout: Negro

Este complejo se encarga de la contención para posterior retirada de las tablas ya finalizadas. Se convierte en la coraza del cilindro apilador, el cuál se encarga de ir bajando y permitiendo así que las tablas se asienten en los límites del apilador. Esta complementado con una compuerta abatible que permite la descarga de las tablas al final del llenado.

Apilador
Apilador

3. Componentes comerciales

A continuación se muestran los componentes óptimos pensados para esta terminal de trabajo automatizada.

Componentes comerciales 1
Componentes comerciales 1
Componentes comerciales 2
Componentes comerciales 2

Descripción del puesto automatizado

1. Memoria descriptiva con la secuencia de accionamientos reales del sistema. (Interfase Hombre Maquina-HMI)

En este apartado se buscara una correspondencia del sistema real diseñado con el modelo elegido para la simulación en AS. Para ello se detalla a continuación el proceso en AS que pretende representar el puesto automatizado real.

SECUENCIA:

  • Etapa 1: En un primer instante, una vez dada la corriente a la instalación, está operativa la consola de mandos. Para comenzar el ciclo de forma continuada, se procede con la señal PM. Al ponerse en marcha, automáticamente comienza el M.LANZADOR a proyectar láminas hacia la base de prensa. Este se detiene al llegar a 3, pero se da una segunda comprobación con el sensor S1 que verifica y da paso a la prensa. Cuando esta sube, salvando el tiempo para retirada de la prensa automáticamente se extiende el cilindro de empuje llevando la tabla a la cinta transportadora.
Etapa1 primer paso
Etapa1 primer paso
Etapa1 segundo paso
Etapa1 segundo paso
Etapa1 tercer paso
Etapa1 tercer paso


  • Etapa 2: La tabla son llevas en la cinta hasta que se encuentran con el sensor S2, esto provoca una parada de la cinta y la bajada con rapidez y eficacia de los cilindros de primer corte: c1I & c1II. Nada más empiezan a subir, la cinta se vuelve a poner en marcha, con margen para el paso de las tablas.
Etapa2 primer paso
Etapa2 primer paso
Etapa2 segundo paso
Etapa2 segundo paso
Etapa2 tercer paso
Etapa2 tercer paso
  • Etapa 3: La tabla es detectada por el sensor S3, deteniéndose de nuevo la cinta trans. y en este caso accionando el cilindro subidarot que permite, al entrar en contacto con el M.ROTARY (girando a razón de Pi/8 por segundo) girar la pieza 90 grados en 4 segundos. Transcurrido ese tiempo, se detiene el motor y el cilindro devuelve la tabla al segundo tramo de cinta.

En estas representaciones, debido a querer mostrar el perfil de cada estación para una mayor identificación con la realidad, la tabla tiene un giro forzado de 90 grados, es por esto que en la realidad se visualizaría con un giro de 90 grados.

Etapa3 primer paso
Etapa3 primer paso
Etapa3 segundo paso
Etapa3 segundo paso
Etapa3 tercer paso
Etapa3 tercer paso
  • Etapa 4: La pieza llega al sensor S4 que detiene la cinta para practicar sobre los laterales de la pieza el segundo y último corte. Acto seguido se reanuda la cinta.
Etapa4 primer paso
Etapa4 primer paso
Etapa4 segundo paso
Etapa4 segundo paso
Etapa4 tercer paso
Etapa4 tercer paso
  • Etapa 5: La tabla llega finalmente al cilindro apilador, siendo detectada por el sensor S5. En este momento el cilindro desciende en altura el grosor de una tabla y se detiene, a la espera de una nueva tabla que apilar.
Etapa5 primer paso
Etapa5 primer paso
Etapa5 segundo paso
Etapa5 segundo paso


2. Mapeo de señales

Se expone una descripción de las señales reales del sistema y su correspondencia con el modelo simulado en AS.

Mapeo 1
Mapeo 1
Mapeo 2
Mapeo 2


Simulación (Ingeniería de Sistemas)

1. Simulación del modelo y la función de control en AS

A continuación se presentan los distintos esquemas que han sido necesarios para la realización de la instalación y su simulación en AS.

Esquema electro-neumático (con aproximación a la realidad, consola de mando incorporada)

La disposición en Automation no permite toda libertad en colocación de objetos 3D representados en 2D. Es por eso que se ha optado por la disposición forzada a 90 grados en toda la línea, de forma que se entienda mejor y sea más fácil asociarlo al modelo real.

Esquema Electroneumático con aprox.real
Esquema Electroneumático con aprox.real
Consola de mando
Consola de mando

Esquema eléctrico de potencia

En el se muestran, a la izquierda, los distintos contactos asociados a los solenoides propios de los cilindros que intervienen en la estación. A la derecha se encuentran agrupados los 3 motores con sus contactos de activación, y a su derecha, el indicador luminoso de final de trabajo completo (último ciclo y tabla apilada).

Esquema Eléctrico de potencia
Esquema Eléctrico de potencia

Esquema de interfase Eléctrico-Electrónica

En el apartado electrónico son de suma importancia las tarjetas de interfase o PLC, para el control de la instalación al completo. Estas nos permiten el contacto con el mundo eléctrico desde el mundo electrónico, y de ahí al informático. En el caso concreto de este proyecto contamos con dos tarjetas: entradas y salidas

  • Entradas (tarjeta de INPUTs): En el se muestran todas las señales ya presentadas en el Mapeo anterior. La tarjeta de INPUTs será por tanto la encargada de recoger la información anteriormente citada, y así permitir que el programa a usar para el mundo informático juegue con señales reales digitalizadas.
  • Salidas (tarjeta de OUTPUTs): Son los desemboques de las acciones que se pretendan obtener en el Ladder o esquema de control y actuación. En concreto, esta acción se realiza mediante la dotación o negación de corriente a una serie de relées asociados a los contactos del esquema de potencia.
Esquema de interfase Electrico-electrónica o de PLCs
Esquema de interfase Electrico-electrónica o de PLCs

Esquema Ladder Siemens

En este apartado se pretende ofrecer la imagen completa de la configuración del Ladder de Siemens. Este nos servirá para explicar más en detalle en el siguiente apartado, el funcionamiento de la estación completa de fabricación de tablas de monopatín.

Esquema Ladder Siemens
Esquema Ladder Siemens

2. Descripción de la función de control

En este apartado se revisarán, por Etapas y posibles estados de la instalación, los distintos escalones que componen el Ladder de Siemens y con ello la definición de la función de control.

  • Etapa 1: En esta primera etapa se pone en marcha el lanzador de laminas mediante la pulsación de PM. Para ello, se simula mediante un temporizador, un lanzamiento cada dos segundos. Una vez finalizados, se deja una marca y un contacto cerrado para el inicio de la prensa.
etapa1: lanzado de laminas
etapa1: lanzado de laminas
  • Etapa 2: Existe además un segundo comprobante, el sensor de proximidad S1, que verifica que la altura de las laminas a prensar es la adecuada. Las láminas poseen 3 mm de grosor, por lo que el total de la altura a detectar por S1 pretende ser 9 mm. Esto hace además que se pare la cinta transportadora.

Una vez envía señal S1, se procede la bajada de la prensa. Un sensor de final de prensa envía la señal de conexión al cilindro de empuje. Para evitar choques se establece un tiempo de retraso, mediante un temporizador con retardo a la conexión de 2 segundos. Al mismo tiempo que se resetea el empuje, se arranca de nuevo la cinta.

etapa2: prensado y empuje a cinta, con primer arranque de cinta
etapa2: prensado y empuje a cinta, con primer arranque de cinta
  • Etapa 3: En esta etapa la cinta se detiene con la llegada de señal del sensor S2 que detecta la tabla entrar en la bancada de corte primero. Se realiza a continuación el corte. Finalmente, al llegar los cilindros a su fin, activan de nuevo la cinta casi instantáneamente, debido a la velocidad de recogida de los mismos.
etapa3: primera parada de cinta, corte primero, y segundo arranque de cinta
etapa3: primera parada de cinta, corte primero, y segundo arranque de cinta
  • Etapa 4: En esta etapa la cinta se detiene por segunda vez, detectada por S3. Después el cilindro de subida para la rotación la lleva hasta el motor de rotación M.ROTARY. Permanece el cilindro subido 4 segundos hasta que finaliza el giro. Una vez ha finalizado, baja, y se reanuda la marcha de la cinta.
etapa4: segunda parada de cinta, esta vez detectado por el sensor S3 subida y giro 90 grados de pieza y bajada, tercer arranque de cinta
etapa4: segunda parada de cinta, esta vez detectado por el sensor S3 subida y giro 90 grados de pieza y bajada, tercer arranque de cinta
  • Etapa 5: Se procede al segundo corte. Para ello, se detiene la cinta al detectar el sensor S4 a la tabla. Baja el cilindro y sube para arrancar de nuevo la cinta.
etapa5: tercera parada de cinta, corte segundo, cuarto arranque de cinta
etapa5: tercera parada de cinta, corte segundo, cuarto arranque de cinta
  • Etapa 6: La tabla ya cortada llega al apilador, cuya recepción esta simulada en este caso por el pulsador S5, haciendo referencia como en los casos anteriores a un sensor de proximidad óptico. El cilindro apilador comienza por lo tanto su bajada mediante la activación de la otra sección de la válvula 5/3. El cilindro desciende hasta que encuentra un primer sensor de proximidad de apilado. Se ha programado su parada con cierta demora, al fin de que el cilindro no este en contacto con ningún sensor magnético y pueda reanudar su marcha en el apilamiento de una nueva tabla.

Al llegar al último apilado, se envía la señal lumínica de fin de ciclo y ya no se reinicia el lanzador de láminas.

etapa6: llegada apilador, cuarta parada de cinta, y reanudación del lanzador
etapa6: llegada apilador, cuarta parada de cinta, y reanudación del lanzador
  • Pulsación de Parada de Emergencia (PE): Se bloque para ello la válvula de seguridad, evitando cualquie movimiento de los cilindros neumáticos. Al mismo tiempo se detienen los 3 motores para evitar accidentes de la misma manera.
pe: bloqueo de la válvula de seguridad, parada de los 3 motores
pe: bloqueo de la válvula de seguridad, parada de los 3 motores
  • Pulsación de Rearme del sistema (R.A.): Se resetean la válvula de seguridad, permitiendo de nuevo el paso de aire, pero al mismo tiempo se resetean el resto de válvulas.
ra: reseteo de todos los cilindros y parada de motores
ra: reseteo de todos los cilindros y parada de motores
  • Pulsación de último ciclo (PP): Se consigue con esto, que el ciclo en realización en ese instante sea el último. Esto se logra evitando que el apilador mande señal de reinicio al lanzador
pp: desactivación de la conexión con el reinicio del ciclo, asociado al apilador
pp: desactivación de la conexión con el reinicio del ciclo, asociado al apilador

Entrega fichero del proyecto en AS

Proyecto AB 12021

Assignments AUTOMATIZACIÓN BÁSICA 12021 Juan Arriola Sempere

ASSIGNMENT FOUR: Automatic weighing cell

Enunciado:

  1.Se trata de una célula de pesaje que funciona de forma automatizada
  2.Asociar pulsadores de paro y de rearme para configurar una consola de Mando Standard
  3.En lugar de emplear celulas de carga, suponed cadudal del sinfin constante (1kg/3s)
  Entregables
    Croquis del sistema mecánico, sin emplear el gráfico del enunciado
    Esquema Electroneumatico en AS con aproximación a la realidad
    Solución basada en lógica Ladder Siemens con explicación de la misma
    Fichero comprimido con proyecto AS
    Fecha de entrega 20/03/2015 19:00

Posible solution

Croquis del complejo:

Aquí se muestran los diferentes esquemas necesarios para la realización de la simulación de la célula. El mecanismo se basa en un cilindro que se encarga de permitir el paso del producto proveniente del cilindro sinfín a un lugar de repostaje.

  • Esquema hidráulico:
  • Esquema de potencia:
  • Esquema electrónico y de PLC:
  • Ladder de Siemens:

Este se divide en diferentes subsecciones:

""Llenado simulado con 2 temporizadores Y representación del pulsador""

""Contado de la célula de pesaje"" Hasta llegar a un tope de 60kg, quedándose grabado en la marca 3.

""Funcionamiento del cilindro sinfín"" Arrancando con el pulsador PM o el final de un determinado ciclo, y deteniendose con el pulsador de parada de emergencia.

""Extensión del cilindro y Retracción"" Mediante el máximo alcanzado o la reanudación PR.Con el final de carrera A+.

""Pulsación de parada de ciclo actual"" El PP de ciclo actual, desactiva la posibilidad de reinicio del ciclo.

""Parada de emergencia y rearme"". Por su parte la PE bloquea la válvula de seguridad, poniéndose de nuevo el sistema operativo con la pulsación del pulsador de rearme.

  • Fichero comprimido con proyecto AS:

Media:ASSIGNMENT4_12021.zip

ASSIGNMENT THREE: BAR ELEVATOR

Enunciado:

  1.El pulmón de abastecimiento al brazo robótico se controla con dos sensores S1 y S2 con la tabla de verdad expresada en la figura
  2.S4 detecta la presencia de barra en el elevador
  3.El sistema debe permanecer en reposo cuando se hallan procesado 75 barras, hasta que se reinicie la producción al día siguiente
  Entregables
    Croquis del sistema mecánico, sin emplear el gráfico del enunciado
    Esquema Electroneumatico en AS con aproximación a la realidad
    Solución basada en lógica cableada con explicación de la misma
    Fecha de entrega 13/03/2015 19:00

Posible solution:

El sistema consiste en un conjunto de mecanismos que permiten llevar de un punto inferior a uno más elevado una serie de barras hasta alcanzar un número de barras establecido para cada día. En los esquemas "croquis" a continuación, se muestra la idea general y en detalle en zonas de posible conflicto de dicho sistema.

En orden: 1.Croquis de la disposición de cilindros retenedores,, 2.Croquis del sistema de recogida de barras,, 3.Croquis de púlmon y abastecimiento del robot

Esquema general del mecanismo:

A continuación se expone la solución en AS con aproximación a la realidad. En los distintos esquemas, neumático, eléctrico y de potencia, se muestra como se han dispuesto los sensores para que según se detecte pieza en la posción o no, los cilindros permitan el paso de la barra al comienzo del diclo. Y al final del mismo tomen nota del numero de barras recogidas confirmando sucesivamente los sensores 1, 2 y 3

  • Esquema neumático:
  • Esquema eléctrico de potencia:
  • Esquema electrónico:

ASSIGNMENT TWO: Multiple cylinder-machines with electro-pneumatic preactivation & sequential relay-based logic sequential control examples

Enunciado:

   1.Ciclo de dos cilindros con la siguiente secuencia de funcionamiento A+,B+,B-,A-, intentando emplear sólo un relé auxiliar.
   2.Ciclo de tres cilindros con la secuencia A+,B+,B-,C+,A-,C-, intentando emplear sólo un relé auxiliar.
   3.Ejemplo de funcionamiento de un relé temporizador a la desconexión y otro a la conexión.
   
   Fecha de entrega 06/03/2015 17:30

Posible solution

1. A+,B+,B-,A- 

1A. Esquema Neumatico 1:

1B. Esquema de Potencia 1: 

1C. Esquema de Control 1: 


2. A+,B+,B-,C+,A-,C-


2A. Esquema Neumatico 2:


2B. Esquema de Potencia 2:

2C. Esquema de Control 2:

3.
3A. Esquema de uso de Relé con retardo a la conexión 

3B. Esquema de uso de Relé con retardo a la conexión



ASSIGNMENT ONE: Electro-pneumatic automatic/semiautomatic press

Enunciado:

   1.Diseñar el sistema de accionamiento y control de una prensa automática con cadencia regulable con finales de carrera magnéticos. Y sistema de control basado en lógica cableada.
   2.Posibilidad de parada instantánea de emergencia en cualquier situación del ciclo. Con rearme en estado de reposo.
   3.Posibilidad de funcionamiento semiautomatico de 1 ciclo desde reposo como alternativa al automático.
   
   Fecha de entrega 27/02/2015

Posible solution

Breve descripción


El conjunto consta de 3 complejos básicos: ESQUEMA_NEUMATICO, ESQUEMA_DE_POTENCIA, y ESQUEMA_DE_CONTROL. Los tres se encuentran relacionados entre sí y permiten que la labor de la prensa se ejecute. Para ello, desde la estancia de control, pasando por la traducción al mundo mecánico por la potencia, se completa la comunicación y realiza la prensa.


ESQUEMA_NEUMATICO

El esquema neumático consta de una entrada de aire con la consiguiente Unidad de acondicionamiento. La cual permite regular la presión del aire a la entrada. Seguido de una válvula de control del tipo 3/2 Normalmente Cerrada, es decir, que en estado de reposo o de emergencia, evita la entrada de aire al circuito. Esta da paso a una válvula de tipo 5/2, que es la que alternando estados permitirá la subida y bajada de la prensa con los respectivos llenados y vaciados de los dos compartimentos del cilindro. Para terminar, antes de la llegada del aire al cilindro, se instalan dos reguladores de presión de aire, que permiten modificar la velocidad del recorrido.


ESQUEMA_DE_POTENCIA:

Este permite la activación de los solenoides con el cierre de los contactos normalmente cerrados k1, que heredan su comportamiento del mundo de control.

ESQUEMA_DE_CONTROL:

Deja configurada la unión entre el operario y la potencia, y por consecuencia el nivel de máquina. Mediante la implantación de relés con memorias asociadas gracias a contactos en paralelo. El proceso se comienza con el pulsador PSEM si se desea un único movimiento de prensado, o con el el interruptor IM si se desea el ciclo continua automático. Para la parada y rearme se instauran respectivamente el pulsador PE y PREARM.

Herramientas personales