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SEP DGETI SEIT

EN MECATRÓNICA CENTRO NACIONAL DE ACTUALIZACI~N DOCENTE

CNAD - CenideT I I TRABAJO RECEPCIONAL

VEHICULO VGA "FRAM

1

I ,. . . ,.~.~ ..

- ~ . . . ~ ,

I Prototipo Mecatrónico ,

Que presentan: Para obtener el reconocimiento de especialista en Ingeniería Mecatrónica.

I SUBESPECIALIDAD MAQUINAS: SUBESPECIALIDAD CONTROL: Ing. Roberto Carlos Garcia Gómez. lpg. José Francisco Borralles Górnez. Tec. Gabriel Alejo Gómez Domínguez. Ing. Marco Antonio Zuniga Reyes.

SEB CEMIDET DGiT . ' I . I CENTRO DE INFORMAClON ASESORES:

Máquinas: Ing. Migbel Angel Urquidez Garcia. Control: Ing. JesÜs Tafoya Sánchez. , ...- . 7

- -. -I

.. Pedagogía: Lic. Victbria Lima D.elgado2.zT.. -. . . . .. ,

Diciembre, 1998.

'. t 9 9 - 0 7 6 9 I1

'!

SEP SEIT DGETI

Centro Nacional de Actualizacion Docente ' Mecatrónica Av. Estmislao Ramirez s/n esq. Mar de las lluvias Col. Selene Delegación: Tláhuac Tel. Fax841 1431 841 1432 México, D.F. 15/12/98

CT09FMPOOOiQ C.P. I2430

Asunto: Autorización d e Impresión Del Trabajo Recepcional

CC Ing. José Francisco. Borralles Gómez Ing. Roberto Carlos García Gómez Ing. Alejo Gabriel Gómez Domínguez Ing. Marco Antonio Zuñiga Reyes

Docentes en formación de la 5a Generación PRESENTE

Una vez que ha sido revisado el informe académico elaborado como trabajo Recepcional del proyecto mecatrónico titulado "VEHICULO VGA FRAM", por los asesores de las tres áreas, y al no encontrar errores en los aspectos técnicos, en la estructura de contenidos y en la redacción de cada uno de los apartados que lo integran se ha determinado que el informe cumple con los lineamientos necesarios para que pueda imprimirse de forma definitiva.

A T E N T A M E N T E

A S E S O R E S

a a f o y a Sánchez Contraparte del Area de Control

Ing. Miguel Angel Urquidez Garcia Contraparte del Area de Maquinas

A

Lic. Victoria Li Delgado Contraparte del Area dh&Jagogía

VGA ~ TRAM” CNAD . MECATRÓNICA

INDICE

INTRODUCCION ........................................................................... 4

CAPITULO 1 DISENO DE COMPONENTES MECÁNICOS I

1 . 1 1.2 1.2.1 1.2.2 1.2.3 1.3 1.3.1 1.3.2 1.4 1.4.1 1.5 1.5.1 1.5.2 1.5.3 1.5.4 1.5.5 1.5.6 1.5.7 1.5.8 1.5.9 1.5.10 1.5.11 1.5.12 1.5.13 1.5.14 1.5.15 1.5.16 1.5.17 1.5.18 1.6 1.7 1.7.1 1.7.2 1.7.3 1.8. 1.8.1 1.8.2

Determinación de la forma de los componentes .......................... 6 Ectimacion de cargas ...................................................................... 7 Cálculo del peso de los componentes ............................................... 7 Estimación de cargas externas .......................................................... 7 Determinación del tipo de motor (transmisión) .................................. 9 Análisis del diseno ........................................................................ 12 Criterio y evaluación de cada componente ...................................... 12 Tabla de resultados ............ .............................................................. 51 Seleccion de materiales ................................................................ 52

Construcción de los componentes .............................................. 54 Base principal ........... : ...................................................................... 54 Soporte de columnas compuestas ................................................... 55

Chumaceras .................................................................................... 57 Coplee ” A del motor ........................................................................ 57 Coplee “ B del motor ........................................................................ 58 Base del motor de C.D. ................................................................... 59 Eje de las ruedas ............................................................................. 60 Columnas ......................................................................................... 60 Junta de columna y viga .................................................................. 61 Vigas ............................................................................................... 61 Plato superior ................................................................................... 62 Guía de la cremallera ...................................................................... 63 Ménsula de cremallera ................................................................... 63 Eje de apoyo .................................................................................... 64 Apoyos ............................................................................................. 65 Cremallera ....................................................................................... 65 Piñón ............................................................................................... 66

..

-

.. Características de los materiales para cada elemento .................... 52

Soporte de columnas simples .......................................................... 56

Ajuste de los componentes ......................................................... 67 Ensamble de los componentes .................................................... 68 Etapa 1- Montaje de base inferior ................................................... 68 Etapa 2 . Montaje de sustentación ................................................... 68 Etapa 3 . Montaje de elevación ........................................................ 69 Pruebas de funcionamiento mecánico ........................................ 69 Transmisión inferior ......................................................................... 69 Transmisión superior ........................................................................ 70 . .

VGA . "FRAM" CNAD . MECATR6NICA i

CAPITULO 2 DISEÑO DE CIRCUITOS DE CONTROL . . .

2.1 Circuitos de potencia ........................................................................... 71 2.1 . 1 Seleccion de motores ............................................................................. 71 2.1.2 Driver para motor de CD ..... : .................................................................. 72 2.2 Control por joystick ................................................................................. 77

..

2.2.1 2.2.2 2.3 2.3.1 2.3.2 2.3.3 2.4 2.4.1 2.4.2 2.4.3 2.5 2.5.1 2.5.2 2.5.3 2.5.4 2.5.5 2.6 2.6.1 2.6.2 2.7 2.7.1 2.7.2 2.8 2.8.1 2.9 2.9.1

_ _ Diseño .................................................................................................... 77 Construccion .......................................................................................... 78 Sistema minimo ................................................................................... 80 Descripción del sistema mínimo ............................................................ 80 Ensamble del sistema minimo ............................................................... 80 Pruebas ................................................................................................... 81 Sensores ............................................................................................... 81 Sensor fotoeléctrico Reflectivo Difuso ................................................... 81 Sensor fotoeléctrico del tipo emisor receptor ......................................... 84 Limit Switch (mecánico) ......................................................................... 85 Interface con sensores y actuadores ................................................. 87 Sensores Fotoeléctricos Reflectivos Difusos ......................................... 87 Interruptores de Límite .......................................................................... 88 Emisor - Receptor Infrarrojo ................................................................... 89 Lógica para seleccibn de control ............................................................ 90 Enlaces .................................................................................................. 91 Control del sistema de elevación ....................................................... 92 Motor electric0 ....................................................................................... 92 Control electrónico ................................................................................. 92 Etapa de comparación y generación de señal de reloj .................... 94 Etapa de comparacion ......................................................................... 94 Generación de la señal de reloj ............................................................ 96 Distribución de potencia eléctrica ..................................................... 98 Reguladores de voltaje ......................................................................... 99

Programación del sistema minimo ................................................... 100 Planteamiento del problema ................................................................ 100

.. . .

. .

..

CAPITULO 3 FUNCIONAMIENTO DEL VGR "FRAM" . 3.1 3.2

Funcionamiento del VGA . "FRAM" .................................................. 106 Funcionamiento manual y automático ............................................. 106

CONCLUSIONES Y SUGERENCIAS .......................................... 108

BIBLIOGRAFIA ........................................................................... 109

CNAD - MECATRbNiCA VGA ~ "FRAM' I

APENDICES

Apéndice A

Apéndice B

Apéndice C

Apéndice D

Apéndice E

Apéndice F

Apéndice G

Apéndice H

Apéndice I

Apéndice J

Dibujos Mecánicos

Programas para la fabricación de los componentes.

Planos de Montaje.

Diagramas Esquemáticos

Datos Técnicos de los Dispositivos Electrónicos.

Material y Equipo Utilizado.

Diagramas de flujo

Codificación

Avance cronológico del proyecto.

Practicario.

. .

CNAD - MECATRÓNICA VGA - "FR4 M' I

INTRODUCCION.

El objetivo de este prototipo es elabyrar un vehículo, el cual pueda interactuar con una célula automática de manufactura y con aplicación didáctica en las áreas'' tecnológicas de computación, electrónica y mecánica.

Un objetivo importante para la aplicación de este equipo es utilizarlo como un proyecto para los estudiantes, en las escuelas de ingeniería, ya que integran diversas 1 disciplinas dentro de esta área como son: ingeniería eléctrica, electrónica, mecánica y ciencias computacionales, siendo una valiosa experiencia de aprendizaje.

El prototipo se desarrolla con el fin de establecer una metodología en el diseño de sistemas mecatrónicos, como un medio para motivar a los alumnos del bachillerato tecnológico al análisis, reproducción aplicación y optimización de los mismos, ya que debido a sus características de construcción, este prototipo tendria múltiples aplicaciones dentro de diversas áreas, dentro de las cuales podemos citar las siguientes: teoría de control, programación, electrónica de potencia, rnicroprocesadores, diseño de estructuras mecánicas, CADICAM, potencia mecánica, etc.

El prototipo esta basado en el robot denominado micromouse, el cual es1 ampliamente conocido en diversas instituciones de educación superior, ya que ha sido desarrollado por varios equipos de investigación. A continuación damos una breve descripción de este equipo.

Un micromouse es un robot pequeño y astuto, con un "cerebro" de silicio, que es capaz de encontrar su camino a través de una vía arbitraria, existe también en versiones que pueden competir en velocidad al realizar esta tarea. Se aplican también otros criterios para competencia, tales como: diseño y tamaño (pequeño), autocontenido, que tenga autonomía para analizar y resolver un problema desconocido en corto tiempo.

Nuestro VGA-"FRAM" (micromouse) es un dispositivo electromecánico, el cual, consiste de tres subsistemas principales. El sistema mecánico, un arreglo de censores y el sistema de control.

El sistema mecánico esta formado por: un chasis, un juego de motores, engranajes, y ruedas. El chasis es normalmente diseñado para operar como una base para las ruedas, con dos transmisiones, una a cada lado de una hoja ligera de aluminio y dos "locas", dispuestas al frente y atrás. El chasis es construido para contener los motores las baterías y la circuitería electrónica, el material usado para el chasis es acrílico, tendrá una plataforma superior móvil del mismo material.

- 4 -

CNAD - MECATR6NICA VGA - "FRAM"

El sistema de control es una serie de tarjetas con circuitos electrónicos que hacen las veces del "cerebro" del prototipo. Este sistema aplica un algoritmo basado en la información recibida por el mismo, que llega a través de los sensores. Normalmente, de inicio realiza una secuencia de búsqueda en la cual el mouse reconoce su medio ambiente y almacena esta información en memoria.

El subsistema final lo forman los sensores, los cuales tienen la función de reportar al C.P.U. El estado actual del medio circundante (paredes y rutas). El tipo de , sensor mas utilizado es el de tipo infrarrojo, los cuales basan su funcionamiento en la luz reflejada por las superficies de color claro. Puede ser también un sistema de sonar el cual recibe las ondas de sonido reflejadas.

El AVG-"FRAM" deberá ser completamente autónomo, es decir no deberá tener ningún enlace de control (salvo en el mando manual), tampoco ningún tipo de fuente de poder externa.

En los capítulos posteriores se presenta el desarrollo modular de este prototipo, en el primero se describe el diseno, fabricación y montaje del sistema mecánico. En el capitulo dos se describe los diferentes criterios que se tomaron para la elaboración de las diferentes tarjetas de control, así como la programación. En el tercer capitulo se describe brevemente el funcionamiento en conjunto de las partes mecánicas y electrónicas.

El resto de los puntos tratados en el indice, son datos técnicos y apéndices, descritos en el desarrollo de este trabajo recepcional.

- 5 -

VGA - "FRAM" CNAO-MECATRbNlCA , I

CAPITULO 1 DISEÑO DE COMPONENTES MECÁNICOS

1.1- Determinación de la forma de los componentes.

'I

Esta se realizo con el software "ProEnginner versión 15., se modelo cada pieza como un sólido en el módulo "Part", y se generaron los planos en el módulo "Drawing".

A continuación se listarán las partes modeladas.de acuerdo con su designación de parte

Tabla 1.1

Los planos anteriormente señalados se encuentran en el apéndice A, al final de este documento.

A partir de este momento se le denomina a cada pieza con su designación de parte.

http://modeladas.de

CNAD - MECATR6NlCA VGA - "FRAM"

1.2 Estimación de carga.

En este punto se calcula y determinan las cargas que actúan en el vehículo "FRAM", tanto el peso de los componentes, como las cargas externas a la que estará expuesto, este vehiculo.

Con la finalidad de tener una referencia real, para realizar los cálculos necesarios en los puntos posteriores.

1.2.1 Cálculo del peso de los componentes.

Cada componente fue realizado en el módulo "Part' , antes ya mencionado, de donde se logro obtener el volumen de cada uno, al tener el volumen, se puede obtener el peso de los componentes, por medio de la formula:

de la fórmula anterior se desprende la necesidad de tener el dato de la densidad (p), que se obtuvo del catálogo de "Metales Ermita", para el aluminio, acero, y acero inoxidable, y para el caso del nylamid, del catálogo de "Nylamid-p de DSM".

A continuación se presenta una tabla con los pesos de los componentes, donde se utiliza la fórmula

w = p v

W = pxVxCantidad

- 7 -

CNAD - MECATRbNICA VGA - .FRAM"

A-I 9 10.385196 ALUMINIO 0.002709 1 0.0281335

A-2 1 1793.1 158 ACRlLiCO 0.001355 1 2.42967191 TOTAL 1 17.5361512

A-20 2393.0344 ACRILICO 0.001355 1 3.24256161 'j

Tabla 1.2.1

Ahora se obtendrá, el peso de los componentes que se compraron y los que se I

realizaron por el área de control.

Tabla 1.2.2

Con los resultados obtenidos anteriormente (TOTALI, TOTAL2), se puede localizar el peso al que estará sometido, el vehículo que es de:

17.5361512+13.85 = 31.3861512Kg. aplicando un factor de seguridad n, que será igual a 1.2 obtenemos un peso total para' el diseño de

W,,, = Wgroricon = 31.3861512~1.2 = 37.66338144Kg. = 38.OKg.

1.2.2 Estimación de cargas externas.

Las cargas externas en este caso se deberán al medio de trabajo de este vehículo, es decir las condiciones atmosféricas (temperatura, velocidad del viento, interferencias electromagnéticas, humedad, etc.), así como también las condiciones de la superficie donde transite (pendientes, coeficiente de fricción, etc.).

Por la complejidad de determinar los parámetros antes mencionados, así como la falta de equipo, no los determinaremos para el análisis de este prototipo.

CNAD ~ MECATRÓNICA VGA - "FRAM" . i

1.2.3 Determinación del tipo de motor (transmisión).

Se determinó usar motores de corriente directa por las cantidades de corriente ' que se suministran, por la cantidad de voltaje que maneja y por la adaptación de mecanismos reductores para controlar las velocidades de los ejes de las ruedas.

al vehículo a través de un mecanismo reductor de velocidad de 1: 50. Estos motores transmiten su potencia a los ejes de tracción para que desplace

CALCULOS DE TORQUE Y POTENCIA

El consumo de corriente de cada motor es de 4 Ampers y a 20 Volts de trabajo por lo tanto la potencia de los motores es:

P = VI = 4 * 20 = 80 Watts

Pt = 2 (80 ) = 160 watts Se utilizan dos motores para la tracción, por lo tanto la potencia total es:

en cada motor se genera Pt = O . O 8 KW

Cada motor de corriente directa gira a 3628 r.p.m. pero al estar acoplados sus ejes al mecanismo reductor sinfín - corona la velocidad de la flecha gira a:

VS = 3628 + 50 = 72.56 R.P.M

El vehículo se diseñó para dos ruedas de 150 mm de diámetro y el eje del,

Calculando la velocidad lineal de las dos ruedas, que es la misma que del

mecanismo reductor está conectado directamente a la rueda de tracción.

vehículo, por io tanto:

DATOS:

D=150 rnm R=75 mm = 0.075 rn W=72.56 r.p.m.

FÓRMULA :

D= Diámetro de rueda R= radio de rueda W = r.p.m. de la flecha del motor

O = 12.56 ( r e v - )2z( e) = 456- rad min rev min

CNAD - MECATRÓNICA VGA - TRAM‘

Por lo tanto la velocidad del vehículo es:

vv = (u ) x r M

min VV = 456 x 0.015 = 34 .2 ~

Convertidos a kilómetros por hora es: km

h La fuerza impulsora que desplaza al vehículo es la siguiente:

VV = 34 . 2 x 60 + 1000 = 2 .O52 ~

F6RMUlA: FA = Pt x 7 x 3600 + VV

DONDE:

FA= Fuerza impulsora en newton PE= Potencia efectiva de motor eléctrico en kilowatts. 71 =Rendimiento del mecanismo de transmisión. Vv= Velocidad del vehículo en kilómetros por hora

Las pérdidas por fricción se están considerando de un 20 % por lo tanto el rendimiento del vehículo es de un 80 % para realizar su fuerza impulsora.

Entonces la fuerza impulsora es:

DATOS:

Pt = 0.08 kilowatts

Vv = 2.052 Kilómetros I hora FA = fuerza impulsora.

SOLUCION :

q = 0.08

FA = (0.08 )x (0.80 )X (3600 )e 2 .052

FA = 230 . 4 c 2.052 = 112 .2807 NEWTONS

Convertidos a kg masa son: FA = 11 .4455 KG .

Como fuerza impulsora por cada rueda da una velocidad de 34.2 metros/ minuto.

::

Si tomamos en cuenta que el peso total del vehículo es de 38 kg. Y cuenta con cuatro ruedas, el peso se distribuye en cada uno de los puntos de apoyo, por lo que el peso es:

- 10.

CNAD - MECATR6NlCA VGA - 'FRAW

Peso por eje es: Pr = PESO + 4 = 38 i 4 = 9 . 5 K G

Si el peso total del vehículo es de 38 kilogramos y tenemos una fuerza impulsora por eje de 9.75 kg. Por eje serían 39 kg. Totales de fuerza por lo tanto la "

fuerza impulsora obtenida es la suficiente.

NOTA: No estamos considerando los cálculos del sistema de reducción, El cuál multiplica la torque conforme a la relación de velocidad.

CNAD . MECATRÓNICA VGA - “FRAM”

. . . .

1.3 Analisis del diseño.

Para diseñar componentes de una maquina cualquiera, hay que responder a las preguntas: ¿cuál es su geometría?, ‘qué cargas, de qué magnitud y en qué punto actúan sobre la pieza?, ¿qué tipo de esfuerzos inducen dichas cargas?, ¿que materiales se emplearán para construirlo?, ‘cómo se relacionan los esfuerzos inducidos con la resistencia del material?, ¿cómo se fabricará dicho elemento?.

La respuesta de estas preguntas se contestan a lo largo de este documento, de momento se abordaron ya las dos primeras preguntas, quedando pendiente el punto en donde actúan dichas cargas.

A continuación se plantea el análisis de esfuerzos y el criterio que se tomo para diseriar los elementos más importantes en este proyecto.

1.3.1 Criterio y evaluación de cada componente.

A continuación describiremos el análisis de esfuerzos en cada pieza que se realizó para el prototipo, estas piezas aparecen en el orden que se muestra en la tabla 1 .I. Las piezas que se adquirieron, no se analizan en este trabajo.

Pieza A-I Material: Aluminio aleación 1200 Temple H-14 (semiduro). Resistencia última Su = 165 Mpa. Resistencia a la cedencia Sy = 152 Mpa. Resistencia a cortante Syu = 90 Mpa.

Antes de iniciar algún cálculo es importante conocer los esfuerzos máximos a

Para esto utilizamos las fórmulas de esfuerzos máximos nominales y esfuerzos los que puede estar sometida la pieza.

máximos por cortante. Para esfuerzos nominales máximos: Tipo de carga: Estática a, = Sy12 Repetida a, = SyI8 Para esfuerzos cortantes máximos: Estática rd = Sys12

Repetida r, = Sp14

1.3.1

1.3.2

- 1 2 -

1,

CNAD - MECATRbNiCA VGA - "FRAM'

Para este material los esfuerzos nominales máximos son:

Estática ad = Syl2 = 15212 = 76Mpa Repetida od = Sy18 = 15218 = 19Mpa Para esfuerzos cortantes máximos: Estática T~ = Sysl2 = 9012 = 45Mpa Repetida T~ = Sysl4 = 9014 = 22.5Mpa

Como se ilustra a continuación, la carga que soporta el escalón exterior es el peso de las piezas A-20 y A-21, así como también el peso de prueba y las tarjetas electrónicas (tablas 1.2.1 y 1.2.2), sumando así una carga de 5.6716 Kg esta carga se aplica al escalón como una carga uniformemente repartida.

F = mg = 5.6716Kgt9.81mfs2 = 55.638396N

Está carga se repartirá en un perímetro medio, correspondiente al escalón. La fórmula para ello es:

por lo que la carga uniformemente repartida será P = mín, = n*.497m = 1.5613m 1.3.3

W = FIP = 55.63839611.5613 = 35.6343Nlm 1.3.3.1

Con los datos anteriores podemos analizar si está pieza fallaría por compresión por medio de la fórmula:

F A o-=- 1.3.3.2

donde: o = esfuerzo por compresión. F = fuerza aplicada. A = área a compresión.

Tomando una porción del escalón de 1 cm, la fuerza aplicada en el crn de escalón es: F = WI = 35.634N/m*.Olm = 0.35634N

el área de la porción del escalón es aproximadamente igual al área de un rectángulo que se encuentra aplicando la fórmula:

13 -

II

CNAD - MECAlRbNlCA VGA - 'FRAM"

A = bh = . O h * .003m = 0.00003m2 al tener los datos necesarios, podemos encontrar el esfuerzo

o'=-= =11878.1029Pa =11.878kPa A 0.00003m2

y este esfuerzo es menor a los esfuerzos admisibles establecidos al principio.

También se puede analizar por esfuerzo cortante, el cual se obtiene por medio de la fórmula

I .3.3.3 F A

r = -

donde: T = esfuerzo a cortante. F= fuerza aplicada. A = área que trabaja a cortante.

Tomando la misma porción de Icm, la fuerza aplicada es la misma que en el análisis anterior, pero el área es la equivalente a un rectángulo solo que ahora la altura del rectángulo es la misma que la altura del escalón.

A = bh = .Olm * .005m = 0.00005m2 por lo tanto el esfuerzo a cortante es

= 7126.79Pa = 7.126kPa F .035634N A 0.00005m2

r = - =

Observamos que en el escalón, se encuentra la sección mínima a cortante y a compresión, el resto de la placa tienen un espesor de Icm, con el cual se soporta una carga máxima por cortante de

F A

si colocamos el valor del cortante máximo, obtendremos el valor de la carga, suponiendo una porción de Icm de placa.

z = - . ' . F = u i

F = r,,A =38E6Pa*(.Olm*.01m)=3800N

Con este dato, podemos decir que cada centímetro lineal de placa soporta una carga de 3800N a cortante.

Pieza A-2 Material: Aluminio aleación 6065 Temple T-5 Resistencia última Su = 241 Mpa. Resistencia a la cedencia Sy = 145 Mpa. Resistencia a cortante Sys = 165 Mpa.

- 14-

CNAD - MECATRÓNICA VGA - “FRAM” ‘i

Los esfuerzos de diseño, normales máximos y por cortante se obtienen por las ecuaciones 1.3.1 y 1.3.2, y son, para este material Para esfuerzos nominales máximos son: Estática od = Sy12 = 72.5Mpa Repetida ad = Sy18 = 18.125Mpa Para esfuerzos cortantes máximos: Estática 7d = Sys12 = 82.5Mpa Repetida 7d = SysJ4 = 41.25Mpa

En la cara A se tiene un barreno con cuerda métrica (M12), la cual soporta la columna (A-9), y toda la parte superior del prototipo, por lo tanto para obtener la carga a la que esta sometida la cuerda, tenemos que sumar el peso de las piezas A-9, A-IO, A-11, A-12, A-13, A-14, A-15, A-16, A-17, A-I9 y A-21 (todas estas se encuentran en la tabla 1.2.1), obteniendo un total de 5.5238 Kg, además se debe de agregar el peso de la pieza de trabajo y motor superior (tabla 1.2.2), obteniendo un peso adicional de 2.350 Kg. En total, se tiene un peso de 7.8738 Kg, los cuales se reparten en 4 columnas, correspondiendo un peso de 1.96845 Kg, por cada columna.

La cuerda MI2 de la cara A, tiene una longitud de 2 cm, en la cual se soportará 1.96845 Kg(19.3104945 N).

Los hilos de la cuerda y del “tornillo” (A-9), experimentan una compresión, a este tipo de compresión directa se le conoce como empuje, y el área usada para calcular el esfuerzo de compresión con la fórmula clásica F/A, corresponde al área, proyectada, qué para cada hilo es A = z(d -di ’)/ 4 . El número de hilos en contacto es Up ( ”t” es la longitud de la cuerda, “p” es el paso de al cuerda). Con lo anterior, la fórmula de esfuerzo a compresión es:

1.3.4 o=-)*; 4F

Para nuestro análisis, los datos son: d = 12 mm.=0.012 m. di = d-p = 0.01025 m. p = 1.75 mm =0.00175 m. F = 19.3104945 N.

Con estos datos, el esfuerzo dado por la fórmula 1.3.4 es:

* - 7216512.97Pa = 7.216MPa 4F “‘&jqq 7 -

El material de la tuerca (A-2) es aluminio, qué es un material suave, por lo que es necesario establecer la distancia o longitud mínima de la cuerda, para evitar el “barrido”, esto se obtiene aplicando t = 0.47d, pero de manera generalizada, para asegurar que los hilos estén en contacto se utiliza

t = - d 1.3.5 7 8

para nuestra pieza, la longitud de la cuerda mínima será:

CNAD ~ MECATRÓNICA VGA - "FRAM" I

7 7 8 8

r = - d =-*1.2cm=l.O5cm

I

En la cara B, se tienen dos barrenos con rosca M10, que tienen la función de soportar % del peso total del vehículo, estos barrenos son ayudados por dos barrenos más que se encuentran en la pieza A 4 Por lo tanto, cada rosca MI0 de la pieza A-2, soportara 1/16 del peso del vehículo (2.375 Kg lo cual equivale a 23.29875 N),

La rosca MI0 de la pieza A-2, tiene un diámetro exterior de 10 mm, con paso de 1.5 mm y una longitud de cuerda de 15 mm. Utilizando la fórmula 1.3.4, encontramos la fuerza de compresión

4F * o = 106900.5039Pu = 0.1069MPu u=qzx] I

y la longitud mínima de la cuerda se localiza aplicando la fórmula 1.3.5 7 7 8 8

f = - d = - *l.Ocm = 0.875cm

En la cara C solo tenemos dos barrenos con cuerda M5, los cuales tienen la función de asegurar la pieza A-20 a las piezas A-2 y A-3, por lo que, los esfuerzos ocasionados por ello, se consideran despreciables para la pieza A-2, se analizarán sus magnitudes en la pieza A-20.

En la cara D tenemos una caja para rodamientos, en la que se aplica % del peso del vehiculo (9.5 Kg equivalente a 93.195 N)

En la cara D, la pieza A-2, puede fallar por aplastamiento y por tensión. Por aplastamiento ocurre cuando el eje cilíndrico ejerce presión contra la pared de la caja,' existe una presión no uniforme entre las superficies. Como una simplificación de la distribución de los esfuerzos reales, se supone que el área sometida a aplastamiento Ab, es el área rectangular calculada multiplicando la profundidad de la caja por e l diámetro de la caja. La fórmula para el esfuerzo por aplastamiento es:

1.3.6 o=- Fb

' b

La fuerza es de 93.195 N, y el área es Ab = profundidad * diámetro = 0.0081 * 0.028 = 2.268E - 4m2

- 16-

I

CNAD - MECATR6NICA VGA ~ "FRA M'

con estos datos se encuentra el esfuerzo por aplastamiento (1.3.6)

u = - - 5 - 93.195. = 410912.698Pa = 0.4109MPa Ab 2.268E-4

Ahora, el esfuerzo por tensión es producido por una fuerza tensionante directa aplicada a través del centroide. Por lo tanto el esfuerzo de la pieza a tensión Será ,, encontrado por la fórmula:

u = - F, 1.3.6.5 A,

El área sometida a tensión es el área comprendida por la distancia frontal menos el diámetro por la profundidad del agujero.

A, = 0.042m * 0.0081m = 0.0003402m2 Con estos datos es posible encontrar el esfuerzo por tensión (1.3.6.5)

93'195N = 273941.7989Pa = 0.2739MPa F A, 0.0003402m2

fy=..L=

Pieza A-3 Material: Aluminio aleación 6065 Temple T-5 Resistencia Última Su = 241 Mpa. Resistencia a la cedencia Sy = 145 Mpa. Resistencia a cortante Sys = 165 Mpa.

Los esfuerzos de diseño, normales máximos y por cortante se obtienen por las ecuaciones 1.3.1 y 1.3.2, y son para este material Para esfuerzos nominales máximos son: Estática O, = Sy12 = 72.5Mpa Repetida ud = Syl8 = 18.125Mpa Para esfuerzos cortantes máximos: Estática T, = SysI2 = 82.5Mpa Repetida r, = Sysl4 = 41.25Mpa

En la cara A, como se describió en la pieza A-2, tenemos un barreno con cuerda M12, que soporta el peso de algunas piezas, que en suma dan 7.8738 Kg,' repartido en cuatro columnas (A-9), se tiene un peso de 1.96845 Kg, en cada columna.

Aplicando las ecuaciones 1.3.4 y 1.3.5,obtenemos el esfuerzo y la longitud mínima de cuerda:

Los datos necesarios para los cálculos anteriores se encuentran en el análisis u = 7.2165MPa

de la pieza A-2, puesto que para esta pieza son los mismos.

f = 1.05cm

VGA - "FRAM" CNAD - MECATRbNlCA

'I En la cara 6 , se tienen tres barrenos con rosca M10, de los cuales, dos

soportan % parte del peso del vehículo (93.195N), por lo tanto cada barreno soportara 46.5975 N, ya que están equidistantes.

datos siguientes: Para conocer el esfuerzo por empuje, se aplica la fórmula I .3.4, con 10s '

d = 10 mm.=O.Ol m. di = d-p = 0.0085 m. p = 1.5 mm =0.0015 m. F = 46.5975 N.

Con estos datos obtenemos el esfuerzo de empuje, que es u = 213801.007Pa = 0.2138MPa

El tercer barreno con rosca MID, tiene la función de sujetar una "rueda loca", con la cual se transmite totalmente % del peso del vehículo (93.195N), al piso.

Para calcular el esfuerzo en esta rosca, se utiliza la fórmula 1.3.4, con los mismos datos que para los barrenos anteriores, únicamente cambiando la fuerza por, F=93.125N.

El esfuerzo es u = 427280.838Pa = 0.427MPa

En la cara C solo tenemos dos barrenos con cuerda M5, los cuales tienen la función de asegurar la pieza A-20 a las piezas A-2 y A-3, por lo que, los esfuerzosil ocasionados por ello, se consideran despreciables para la pieza A-2, se analizarán sus magnitudes en la pieza A-20.

Pieza A 4 Material: Aluminio aleación 6065 Temple T-5 Resistencia última Su = 241 Mpa. Resistencia a la cedencia Sy = 145 Mpa. Resistencia a cortante Sys = 165 Mpa.

Los esfuerzos de diseño, normales máximos y por cortante se obtienen por las ecuaciones 1.3.1 y 1.3.2, y son, para este material Para esfuerzos nominales máximos son: Estática ud = Sy12 = 72.5Mpa Repetida md = S y / 8 = 18.125Mpa Para esfuerzos cortantes máximos: Estática T, = Sys/2 = 82.5Mpa Repetida rd = Sys/4 = 41.2SMpa

- 1 8 -

CNAD - MECATRÓNICA VGA - FRAM"

En la parte inferior se encuentran 2 barrenos con rosca M10, que soportan la misma carga que soportan los barrenos inferiores de la pieza A-2, por lo tanto, al ser barrenos con cuerda M10, tendrán un esfuerzo igual a

con una longitud de cuerda mínima de r = 0.875cm

o = 0.1069MP~

En la cara frontal se tiene una caja para alojar un rodamiento, en esta cara, la pieza podría fallar por aplastamiento o por tensión.

Por aplastamiento se utiliza la fórmula 1.3.6

= 410912.698Pa = 0.4109MPa 4 - 93.195N Ab (.O081 * , 0 2 8 ) ~ ~ ~

o-=--

Por tensión se utiliza la fórmula 1.3.6.5

= 958796.298Pa = 0.9587MPa 4 93.195 N A, (.012*.0081)m2

o-'=-=

Pieza A-5

Ésta pieza es de acero inoxidable, la cual venia incluida con el sistema reductor tornillo sinfín - engrane, por no tener las características de esta pieza omitimos su análisis. Solo podemos agregar que está pieza trabaja a tensión y compresión en sus tres alojamientos para rodamientos.

Pieza A-6 Material: Acero inoxidable AIS1 304 Recocido Resistencia última Su = 758 Mpa. Resistencia a la cedencia Sy = 279 Mpa.

Los esfuerzos de diseño, normales máximos y por cortante se obtienen por las, ecuaciones 1.3.1 y 1.3.2, y son, para este material. Cabe mencionar que cuando no se tiene el esfuerzo a cortante se utiliza la fórmula Sys=Sy/2, que es una aproximación aceptable del valor.

Para esfuerzos nominales máximos son: Estática o, = SyI2 = 139.5Mpa Repetida o,, = Sy18 = 34.875Mpa Para esfuerzos cortantes máximos: Estática T, = SysI2 = 69.75Mpa Repetida r, = Sys1.l = 34.875Mpa

- 19-

CNAD - MECAlR6NlCA ./ VGA - "FRAM"

En la cara A, se encuentran 4 orificios que alojan a 4 tornillos que sujetan al motor impulsor, en el diagrama esquemático siguiente se representan las fuerzas que actúan en la cara A.

4

15 cm RI

I Pmotor Pmotor + 0.75Kg(7.3575N)

Las dimensiones de los barrenos la localiza en el plano correspondiente a la pieza A-6.

Fx = -R1+ R2 = O :.Rl = R2

EA40 = R1(.0325) + 7.3575(.075) + R2(.0325) = O (A)

utilizando la igualdad (A) - 7.3575 * 0.075

2 * 0.0325 Rl(2 * 0.0325) = -7.3575(0.075) :. R1= = -8.48942N

Por lo tanto la placa en la cara A tiene la siguiente distribución de fuerzas.

Se puede apreciar que la placa puede fallar por flexión, o por compresión en los barrenos de los agujeros.

La compresión en los barrenos es muy pequeña en comparación con el esfuerzo que se genera por flexión, por lo que solo este presentaremos.

- 2 0 -

-

VGA - "FRAM" CNAD - MECATR6NICA

La placa se comporta como una viga en cantiliver, con una distribución de fuerzas, como la que se muestra a continuación.

F

Fuerza cortante V

Momento cortante M

Para localizar el momento máximo, se realizan cortes en diferentes sección de la viga , hasta localizar el momento mayor, en la gráfica de momento cortante se observa que el momento máximo se encuentra en el extremo empotrado, y es igual a M , , = 8.489(0.0775)-8.489(0.0125)= 0.551785N.m

El esfuerzo por flexión, se obtiene a partir de la fórmula

1.3.6.6 Mc M 0 - _ = _

f - I sx donde: M = momento máximo cortante.

En este caso la sección transversal, es un rectángulo, por lo que el módulo de sección es encontrado por la fórmula

S = módulo de sección transversal.

bh2 sx = -

6 La sección transversal tiene como base (b) 6cm y de altura (h) 4mm, por lo tanto el módulo de sección es igual a

bh2 06*.0042 & - = ' = 1.6E - 7m3

6 6

- 2 1 - SEP CEM);DET D 6 l ñ

CENTRO DE INFQRMACPOM

CNAD - MECATRÓNICA >I

VGA - "FRAM"

con estos datos, el esfuerzo flexionante es - _ = '551785 = 3448656.3Pa = 3.45MPa a/=-- I SX 1.6E-7


Los esfuerzos de diseño, normales máximos y por cortante se obtienen por las ecuaciones 1.3.1 y 1.3.2, y son, para este material. Cabe mencionar que cuando no se tiene el esfuerzo a cortante se utiliza la fórmula Sys=Sy/2, que es una aproximación aceptable del valor.

Para esfuerzos nominales máximos son: Estática u, = Sy12 = 139.5Mpa Repetida ad = Sy/8 = 34.875Mpa Para esfuerzos cortantes máximos: Estática T~ = Sys12 = 69.75Mpa Repetida rd = Sysl4 = 34.875Mpa

Esta pieza (A-7), se comporta como un árbol, recordemos que un árbol se define como una barra fija o giratoria, que sirve para transmitir potencia mediante dispositivos físicos tal como levas, engranes, poleas, etc.

Comenzaremos con el análisis por resistencia, en este punto asumimos que el árbol esta sometido a cargas estáticas, en un gran número de casos las cargas aplicadas al árbol no varían en dirección, ni en magnitud.

El cálculo de estas flechas o árboles, se hacen basados en las teorias de fallas estáticas. Los esfuerzos en la superficie de estas son:

I

32M 16T írd' Tx.v = > u= = __

donde: ISX = Esfuerzo normal máximo.

1.3.7

sxy = Esfuerzo cortante por torsión. d = Diámetro de la flecha. M = Momento flexionante en la sección analizada. T = Par de torsión en la sección analizada.

Si las cargas de Rexión y torsión actúan simultáneamente, el esfuerzo cortante máximo será:

- 2 2 -

CNAD - MECAJRONICA VGA ~ "FRAM"

donde al sustituir en la ecuación anterior las ecuaciones I .3.7

1.3.8

Para encontrar explícitamente el diámetro, hay.que utilizar las propiedades del material a utilizar de acuerdo con alguna de las teorías de falla estática, y un factor de seguridad n.

Empleando la teoría de la energía de distorsión se obtiene.

1.3.9

Para nuestro árbol, teniendo las fórmulas anteriores, podemos calcular el esfuerzo al que esta sometido.

Antecedentes: El árbol está conectado al reductor que entrega 72.76 rpm con 80 W, de potencia, éste está soportado por dos rodamientos alojados en sus respectivas tazas de rodarnientos.

Datos generales del árbol: RPM = 72.76 v=20v. I = 4 A . Rodamientos

P=80W.

< < < < e < < < < < e < < < e ' * <

> > > . , > > > > > > >

< ' e < < < < < < < < I < < < I C <

< < < < < < . < e < < < < < < e < <

> , > > , , > > i > > l > , > , > > > > > > > > > I , > > >

Rueda

Árbol

- 23 -

I

VGA - “FRAM‘ CNAD - MECATRdNlCA

En este caso solo actúa en el árbol un momento flexionante y el par de torsión que transmite el reductor. Para calcular el par de torsión se utiliza la relación:

donde: T = Torsión . P = Potencia transmitida. rpm = Revoluciones por minuto.

Por lo tanto, con los datos generales se obtiene la torsión

= 10.50N.m 9.55P 9.55 *80 rpm 72.76

T=-- -

Ahora el momento flexionante lo obtenemos de la gráfica de momento cortante, analizándolo como una viga Circular de sección constante:

/’ -----------‘--I..\-

I F T I A ‘\, i

I L=ócm

El momento máximo es: 1 4

Mmax = -FI

LA fuerza concentrada es igual a % del peso total equivalente a 93.195 N). Por lo tanto, el momento máximo es

del vehículo (9.5 kg

Con estos valores y aplicando la fórmula 1.3.9, podemos encontrar el diámetro mínimo, con los siguientes datos:

n =1.8 M = 1.397925 N.rn T = 10.50 N.m Sy = 279 Mpa.

CNAD - MECATRbNlCA VGA - TRAM"

3*10.502 1 ]: = 8.455E-3m = 8.45mm d = [ zy;ii16 ( 1 .3979252 + 4

AI extremo de la flecha se encuentra una ranura para acoplar un pasador, para determinar la resistencia de está ranura (para el pasador) al cizallamiento, esta dada por la ecuación

T I0.5aXSys Recordemos que para calcular Sys, existe la fórmula siguiente

El área a la que hace referencia la desigualdad, es el área de la ranura A = bh = .004m * .009m = 3.6E - 5m2

Por lo tanto la desigualdad, queda de la siguiente manera 10.50N.m~0.5*.0119m*3.6E-5m2*161.82E6Pa 10.50N.m I 34.661N.m

Sys = 0.58s' = 0.58*279E6 = 161.82E6P~

Como se observa se cumple la desigualdad, por lo que el esfuerzo de, cizallamiento no provocara falla en la pieza.

Pieza A 4 Material: Acero AIS1 1020 Recocido Resistencia última Su = 393 Mpa. Resistencia a la cedencia Sy = 296 Mpa.

Los esfuerzos de diseño, normales máximos y por cortante se obtienen por las ecuaciones 1.3.1 y 1.3.2, y son, para este material. Cabe mencionar que cuando no se tiene el esfuerzo a cortante se utiliza la fórmula Sys=Sy/2, que es una aproximación aceptable del valor.

Para esfuerzos nominales máximos son: Estática U, = Sy12 = 148Mpa Repetida u, = Sy18 = 37Mpa Para esfuerzos cortantes máximos: Estática T~ = Sys12 = 74Mpa Repetida T, = Sysl4 = 37Mpa

- 2 5 -

CNAD - MECATRdNiCA VGA - "FRAM"

Está pieza trabaja como un coplee. Existen dos tipos generales de coplees, rígidos y flexibles. Los coplees rígidos son adecuados únicamente para conectar flechas alineadas con gran precisión, que giran a baja velocidad, o para flechas muy flexibles.

Si se emplean coplees rígidos para conectar flechas con desalineamiento considerable, ya sea lateral o angular, esto traerá consigo la aparición de enormes cargas sobre el coplee, soportes y flecha.

Por este motivo, esta pieza se utilizará como un coplee flexible, que emplea componentes rígidos. El diseño de este elemento se basó en el coplee flexible tipo Olham, que tiene la función de absorber algún desplazamiento axial.

Por lo tanto el análisis

Figura 11

L centra en determin r el esfuerzo xsional cortante. El área de interés es la mostrada en la figura 11, como se aprecia es una sección no uniforme a torsión, aplicando la fórmula

T T",m - - Q 1.3.10 -

P Donde: T = Torsión, y es encontrada por T = - w

P = Potencia en Watts. o = Velocidad angular en Radkeg. Q = Módulo de sección polar para barras no cilíndricas

Recordemos que los datos del motor son: P=80 W, a 3638 rpm, con estos! datos, lo primero es determinar la velocidad angular por la fórmula siguiente:

rpm * 2n 3638 * 2z = 380.9704 rad I seg - w = -

60 60 1.3.1 1 ~~

Con este valor de o, determinamos el torque:

26 -


= 0.2099N.m P 80 o 380.9704

T = - =

Para determinar el valor de Q, utilizamos la fórmula

Para localizar el valor de C2, es necesario encontrar el valor de la relación hlr, Q = C,r' 1.3.1 1.5

con este valor ir a la tabla de valor de Czi y por Último evaluar la fórmula 1.3.1 1.5. Datos: h = .25 cm

r = .75 crn

con estos valores, la relación 0.70. Con estos valores, se encuentra Q

Q = C,r' = 0.70 * (0.0075my = 2.953E - 7m3 con los datos anteriores, se determina de manera directa el esfuerzo cortante máximo con la fórmula 1.3.10.

= .3333 = .4, con este valor en la tabla de C2, es igual a

T 0.2099N.m Q 2.953E-7m'

Tmm = - = = 710772.48677Pu = 0.710MPu

Pieza A-9 Material: Aluminio aleación 6065 Temple T-5 Resistencia última Su = 241 Mpa. Resistencia a la cedencia Sy = 145 Mpa Resistencia a cortante Sys = 165 Mpa. Módulo de elasticidad E = 7OGpa.

ecuaciones 1.3.1 y 1.3.2, y son, para este material Para esfuerzos nominales máximos son: Estática U, = SyI2 = 72.5Mpu Repetida a, = Sy/8 = 18.125Mp~ Para esfuerzos cortantes máximos: Estática T~ = SysI2 = 82.5Mpu Repetida T, = Sysl4 = 41.25Mpa

Los esfuerzos de diseño, normales máximos y por cortante se obtienen por las

Una columna es un miembro relativamente largo, cargado a compresión. La pieza A-9, trabaja como una columna, este elemento falla por pandeo, nombre común que recibe la inestabilidad elástica. En lugar de aplastar o desmembrar el material, la columna se flexiona de manera drástica a una cierta carga critica y luego se desploma repentinamente. Así pues, una columna falla por pandeo a un esfuerzo menor que la, resistencia a la cedencia del material de la columna.

CNAD - MECATR6NiC.4 VGA-'FRAM"

En el análisis de una columna, el primer parámetro que se determina es la relación de esbeltez.

Le KL r r

1.3.13 SR=-=-

donde: K = Constante del tipo de apoyos de la columna L = Longitud de la columna. r = Radio de giro de la columna.

n

L=24.5cm

La columna trabaja con los extremos empotrados, y la longitud de la cuerda es de 24.5 cm, por la condición de empotramiento, el valor de K=0.65.

Para determinar el radio de curvatura la fórmula es

r = $ 1.3.14

como sabemos, la columna es de una sección circular, por lo que su momento de inercia esta dada por la fórmula

y el área esta dada por

1.3.14.1

1.3.14.2

calculando el momento de inercia y el área conoceremos el radio de curvatura

= 2.355E -9m' ír * (0.0 148mr 64

I =

A = z(0'0148m)2 = 1.720336E-4m2 4

2.355E-9 1.720336E - 4

r =\i = 0.0037m

i:


Con estos valores determinamos la relación de esbeltez,

= 43.0405 Le KL 0.65*24.5cm r r 0.37cm

SR=-=-=

El segundo paso es determinar la razón de esbeltez de transición, la cual se obtiene a partir de la fórmula

y su valor es de

1.3.14

= 97.6179 145E6

Observamos que la relación SR es menor que Cc, por lo que la pieza A-9, se trata de una columna corta, y para analizarla habrá que utilizarse la fórmula de J.6. Johnson, que se presenta a continuación.

1.3.15

L J Con la fórmula anterior, se puede determinar la carga crítica, que puede

soportar la columna, y su valor es:

por lo que la carga máxima que puede soportar la columna es

= 2295.64Kg Pcr - 22520.239699 W = - - g 9.81

Pieza A-IO Material: Aluminio aleación 6065 Temple T-5 Resistencia última Su = 241 Mpa. Resistencia a la cedencia Sy = 145 Mpa. Resistencia a cortante Sys = 165 Mpa. Módulo de elasticidad E = 70Gpa.

Los esfuerzos de diseño, normales máximos y por cortante se obtienen por las ecuaciones 1.3.1 y 1.3.2, y son, para este material Para esfuerzos nominales máximos son: Estática ud = Sy12 = 72.5Mpa Repetida od = Sy18 = 18.125Mpa Para esfuerzos cortantes máximos: Estática rd = Sysl2 = 82.5Mpa Repetida T~ = Sys14 = 41.25Mpa

- 2 9 -

Esta pieza tiene la función de unir, las piezas A-9 y la A-I 1, en un arreglo similar al que se muestra.

Este arreglo muestra, que las fuerzas provocan un esfuerzo a compresión en las zonas A y B, analizando lo que pasa en la zona A, sabremos lo que sucede en la zona B, por similitud. También se presenta un esfuerzo por momento flexionante.

La fuerza aplicada en la zona A es igual a la resultante de la suma de fuerzas, que 5e muestra en el diagrama siguiente.

La FI , es la fuerza debida al peso de la pieza A-I 1 (0.064624Kg=0.6339N), mientras que la F2, es la fuerza debida al peso de las piezas A-12, A-13, A-14, A-15, A-) 16, A-17, A-19, A-21 y al motor superior, incluyendo el peso de prueba, dividido entre 4. porque existen cuatro arreglos iguales en el prototipo (6.313661Kg/4 = 1.5784153Kg = 15.484N).

Por lo tanto la sumatoria queda

C F x = F l + F 2 = R:. R=.06339N+15.484N=16.11822N

Como ya habíamos mencionado, la reacción R, ocasiona un esfuerzo de aplastamiento, para determinarlo se utiliza la fórmula 1.3.6 (solo falta mencionar que las' dimensiones se aprecian en el plano correspondiente a esta pieza).

= 46052 .O604 Pa = 46 .O52 kPa 16.11822 N - o=b- F A , (.O14 * .O25 )m2

Para localizar el esfuerzo por momento Rexionante, primero hay que determinar el momento máximo, el cual lo localizamos por la sumatoria de momentos.

zA40 = F1(7.3254cm)+ F2(12.4508cm) = Mr = 1.9743N.m

El diagrama de momento cortante para esta viga en cantiliver, se muestra a continuación.

- 30 -

CNAD - MECATRÓNICA VGA - "FRAM"

I F2

F1

Momento I I

Mmax=M -

cortante M

Encontrando el momento máximo, podemos localizar el esfuerzo debido al momento flexionante, utilizando la fórmula 1.3.6.6

Mc M (r - _ = - I - I sx

Con los datos: M = Momento máximo (1.9743 N.m) Sx = Módulo de sección (cuadrado)

Para localizar el módulo de sección de un cuadrado, se utiliza la fórmula

= 0.0000045m' S x = _ = s3 (0.03rny 6 6

donde s, representa la longitud de un lado, con estos datos la evaluación del esfuerzo flexionante, es directa por la ecuación 1.3.6.6

,-J - _ = - = 1'9743N.m = 438733.33Pa = 438.733kPa '- I Sx 0.0000045rn'

- 31 -


Pieza A-I 1 Material: Aluminio aleación 6065 Temple T-5 Resistencia última Su = 241 Mpa. Resistencia a la cedencia Sy = 145 Mpa Resistencia a cortante Sys = 165 Mpa. Módulo de elasticidad E = 7OGpa.

ecuaciones 1.3.1 y 1.3.2, y son, para este material Para esfuerzos nominales máximos son: Estática o, = SyI2 = 72.5Mpa Repetida o, = &"I8 = 18.125Mpa Para esfuerzos cortantes máximos: Estática rd = Sys12 = 82.5Mpu Repetida T, = Sys14 = 41.25Mpa

Los esfuerzos de diseño, normales máximos y por cortante se obtienen por las

La pieza A-I 1, es una viga de sustentación, trabaja por lo tanto como una viga en cantiliver, las fuerzas que actúan en ella, se aprecian en el análisis por esfuerzo de flexión de la pieza A-IO, así como su diagrama de fuerza y momento cortante, como es lógico, los esfuerzos que aparecen en esta pieza son por cortante y por momento flexionante.

El esfuerzo por cortante más significativo se presenta en la zona del escalón, como se muestra a continuación.

Área a coriante

La fórmula para determinar el esfuerzo a cortante es la 1.3.3.3 F A

r = -

donde: F = Fuerza aplicada. A = Area a cortante.

El área a cortante, es la correspondiente a la media circunferencia que se encuentra indicada. Para obtener esta area se aplica la fórmula siguiente.

- 32 ~

CNAD - MECATRbNlCA VGA - “FRAM”

A = i( @) = ~(z(.0145m)2 2 /4)= 8.256498E -5m’ 2 4

Con estos valores, se evalúa la ecuación 1.3.3.3, directamente.

= 187537.133P~ = 187.537kP~ F 15.484N A 8.256498E - 5m2

5 = - =

El esfuerzo por momento flexionante se localiza en el extremo donde se acopla con la pieza A-10, en esta zona el diámetro de la viga se reduce a 1.35cm, para calcular el esfuerzo flexionante se utiliza la fórmula 1.3.6.6.

Mc M u/=-=- I sx

Y se evalúa con los siguientes datos: M = Momento’máximo (1.9743 N.m) Sx = Módulo de sección (circular)

El módulo de sección para un círculo se determina por la fórmula:

= 2.415467E-7m’ & - = rrd3 ír(0.0135rny

32 32 ~~

El esfuerzo por flexión es 1.9743N.m - = 8173572.998Pu = 8.174MPu

Mc M (T - _ = _ - ’- I Sx 2.415467E-7m’

Pieza A- I2 Material: Aluminio aleación 1200 Temple H-14 (semiduro). Resistencia Última Su = 165 Mpa. Resistencia a la cedencia Sy = 152 Mpa. Resistencia a cortante Syu = 90 Mpa.

Para este material los esfuerzos nominales máximos son:

Estática O, = SyI2 = 15212 = 76Mpu Repetida od = SyI8 = 15218 = 19Mpa Para esfuerzos cortantes máximos: Estática zd = SysI2 = 9012 = 45Mpa Repetida T~ = SysI4 = 9014 = 22.5Mpu

Como se ilustra a continuación, la carga que soporta el escalón interior es el peso de las piezas A-13, A-14, A-15, A-16, A-17, A-I9 YA-21, así como también el peso de prueba y el motor superior (tablas 1.2.1 y 1.2.2), sumando así una carga de 6.1347’ Kg(60.181407 N) esta carga se aplica al escalón como una carga uniformemente repartida.


Como ya se mencionó, dicha fuerza se repartirá a lo largo del escalón utilizando la fórmula 1.3.3.1, previamente se determina el perímetro medio con la fórmula siguiente:

P = 41 = 4.0 * 0.075m = 0.3m con este valor se aplica la fórmula 1.3.3.1

W = F / P = 60.181407/0.3 = 200.60469N/m Los esfuerzos que se generan en el escalón son de compresión y por cortante,

primero analizaremos por compresión, la distribución de la carga se representa a continuación:

Carga uniformemente f repartida. 1 - 1

Perlmeiro medio

Área a compresión

Se utilizará la fórmula 1.3.3.2, el área que se evaluará es la mostrada en la figura anterior.

r A

u = - 1.3.6.5

pero la fuerza aplicada es:

donde: W = carga repartida.

Por lo tanto la ecuación 1.3.3.2, queda de la siguiente forma:

F = W * I

I = longitud donde se aplica la carga.

F W * l A A

u=-=-

Evaluando la ecuación obtenemos el esfuerzo por compresión.

= 80241.876Pu = 80.242kPu F W * I 200.60469N/m*.29m A A 0.000725m2

o=-=-- -

Para evaluar el esfuerzo por cortante se utiliza la fórmula 1.3.3.3 F A

I = -

haciendo la misma modificación, para la fuerza la ecuación queda:

- 34 -

VGA - "FRAM" CNAD - MECATR6NlCA I

.F' W * I A A

I=-=--

El área a cortante, es la que se ilustra a continuación, con un corte transversal de la pieza A-12.

El área a cortante es:

Con este valor el esfuerzo por cortante es: A = 4(.005m * .075m) = 0.0015mZ

= 38783:5734Pa = 38.783kPa F A A .O0 1 5m2

W * I - 200.60469Nlm * .29m t=-=- -

El esfuerzo a compresión o por aplastamiento que sufren los agujeros, es relativamente pequeño, por lo cual no presentamos su análisis. Por lo que se concluye que esta pieza fallará en el escalón interior antes que en los barrenos.

Pieza A-I3 Material: Aluminio aleación 6065 Temple T-5 Resistencia última Su = 241 Mpa. Resistencia a la cedencia Sy = 145 Mpa. Resistencia a cortante Sys = 165 Mpa.

Los esfuerzos de diseño, normales máximos y por cortante se obtienen por las ecuaciones 1.3.1 y 1.3.2, y son para este material Para esfuerzos nominales máximos son: Estática o, = S y / 2 = 72.SMpa Repetida o, = SyI8 = 18.125Mpa Para esfuerzos cortantes máximos: Estática T, = SysI2 = 82.5Mpa Repetida id = Sysl4 = 41.25Mpa

En esta pieza las cargas aplicadas son muy pequeñas, en consecuencia, los , esfuerzos presentes en la misma son relativamente despreciables. Para sustentar lo

VGA - TRAM' CNAD - MECATR6NlCA

anterior presentaremos los esfuerzos presentes en los barrenos de la caja lateral, los , cuales presentan esfuerzo de aplastamiento.

3.4cm 1

La F, que se aprecia en el diagrama anterior corresponde al peso del motor

Para localizar el valor de Fr, se emplea una sumatoria de momentos, como se (3.4335N).

aprecia a continuación. X M = 2Fr(1.7cm)= 3.4335N(8cm):. Fr =8.0788N

La fuerza resultante se concentra en los barrenos, creando un esfuerzo por aplastamiento, para evaluarla se utiliza la fórmula 1.3.6.5

= 269294.1 17Pa = 269.294kPa Fb 8.078N Ab ( 0 . 0 0 6 ~ 1 ~ 0.005m)

o=-=

Pieza A-I4 Material: Aluminio aleación 6065 Temple T-5 Resistencia última Su = 241 Mpa. Resistencia a la cedencia Sy = 145 Mpa Resistencia a cortante Sys = 165 Mpa.

Los esfuerzos de diseño, normales máximos y por cortante se obtienen por las ecuaciones 1.3.1 y 1.3.2, y son, para este material Para esfuerzos nominales máximos son: Estática o, = S y / 2 = 12.5Mpa Repetida ud = Sy/8 = i8.125Mpa Para esfuerzos cortantes máximos:

- VGA - “FñAM‘ CNAD - MECATRbNICA

Estática T~ = SysI2 = 82.5Mpu Repetida rd = Sysl4 = 41.25Mpu

En esta pieza, las cargas reales son muy bajas, en consecuencia, los esfuerzos son casi despreciables, pero la pieza en sí, tiene la capacidad de soportar en un momento dado, a las piezas que se encuentran por encima de está (A-13, A-14, A- 15, A-16, A-17, A-l9,A-21, motor superior y el peso de prueba.), que en suma dan una carga de 6.1347 kg (60.1814N). esta carga estará aplicada como se muestra a

F=60.1814N 4

Área a cortahte. &

Para localizar el valor del esfuerzo a cortante, se utiliza la ecuación 1.3.3.3. F A

r = -

donde el valor del área a cortante es: A = Z, * Z2 = (4-b * .04m = 0.000565684m2

Con el dato del área el esfuerzo a cortante se evalúa directamente.

60.1814N = 106386.9704Pu = 106.389kPu. F A 0.000565684m2

I = - =

El valor encontrado es muy pequeño para la pieza, además recordemos que esta pieza nunca soportará de manera directa todo el peso, estará apoyado en gran parte por la pieza A-12.

Pieza A- I5 Material: Nylamid M Resistencia a la tensión 720-800 kglcm’. Módulo de elasticidad a la tensión 2100-2400 kglcm’ Resistencia a la compresión 900-1200 kglcm’. Densidad p = 1.14 gr/cm3.

- 37 - I

CNAD - MECATR6NICA VGA - TRAM"

Esta pieza trabaja como un cojinete, se evaluará su carga crítica o máxima de acuerdo con las especificaciones del fabricante'. 1) Se determina la carga a la que estará sometida la pieza, por la fórmula siguiente.

P = Carga o presión ejercida en el cojinete kgicm2. W = Fuerza ejercida en el cojinete kg. A = Area del cojinete sobre la que estará ejercida la fuerza cm2

La fuerza ejercida al cojinete (W) se obtiene calculando el peso del cuerpo que estará soportando. En algunas ocasiones, adicionalmente al peso del cuerpo se debe sumar alguna otra fuerza externa, ya sea hidráulica, neumática o mecánica, la cual obliga al cuerpo y al cojinete a mantenerse unidos.

Para nuestro caso, el peso es la suma de las piezas A-17, A-19, A-21 y el peso de prueba, más una carga de apriete de Ikg, ejercida de la pieza A-I9 a la A-17, obteniendo una suma de 5.7488 Kg.

El área es la sección del cojinete que estará recibiendo la fuerza, y se calcula

P = W I A 1.3.16 P

de la siguiente forma:

d = Diámetro del eje o flecha en cm I = Longitud del cojinete en cm.

A = d * l

Los fabricantes, recomiendan que la carga continua o máxima, deberá ser igual o menor a '/4 de la resistencia a la compresión del material.

La carga máxima es:

Lo cuál implica que este dentro de las especificaciones del fabricante. P = W i A = 5.7488kg/(0.8cm*3.7crn)= 1.9421622kglcm2


Los esfuerzos de diseño, normales máximos y por cortante se obtienen por las ecuaciones 1.3.1 y 1.3.2, y son, para este material. Cabe mencionar que cuando no se tiene el esfuerzo a cortante se utiliza la fórmula sys=Sy/2, que es una aproximación aceptable del valor.

Para esfuerzos nominales máximos son:

' Nylamid-p. Plásticos de ingeniería

- 3 8 - I

- It Ii 11

VGA - 'FRAM" CNAD - MECATRbNICA I

Estática u, = Sy12 = 139.5Mpa Repetida u, = Syl8 = 34.875Mpa Para esfuerzos cortantes máximos: Estática r, = Sysl2 = 69.75Mpa Repetida rd = Sysl4 = 34.875Mpa

Esta pieza soporta la misma carga que los cojinetes de nylamid (pieza A-15), y se comporta como una viga con extremos empotrados, como se muestra a continuación:

m

D=0.7cm

La carga total está al centro y es igual a F=Wg=56.395728N, los diagramas de ' fuerza y momento cortante se muestran a continuación:

:

Momento

- 39 -

f Rb

.. -Mc -Ma

CNAD - MECATR6NICA VGA - *FRAM”

Con sumatoría de fuerza y momentos se obtiene el valor de las reacciones Ra = Rc = w/4 = 56.395728N /4= 28.197864N

Mientras que los momentos se obtienen por la sumatoría de momentos y obtenemos los siguientes valores.

- W * I - -56.395728N(.037m) = -0,1738868N,m Ma = Mc = - - 12 12

- 0.0869434N.m m=-- w * I 24

El esfuerzo debido al momento flexionante está dado por la ecuación 1.3.3.6. Mc M

01=-=- I sx donde M = momento flexionante máximo (0.1738868N.m)

Sx = Módulo de la sección circular (Sx = i??? = 5.02654E -8m’) 32

El esfuerzo por flexión es

0- =-=-= Mc kt 0’1738868N‘m = 3459373.6Pa = 3.46MPu ’ I Sx 5.02654E-8m3

El esfuerzo por cortante es obtenido a partir de la ecuaciónl.3.3.3. F A

= = -

En este caso F, es la reacción en cualquiera de los extremos de la viga, F=Ra=Rb=28.197864N, mientras que el área de la sección transversal es:

= 5.026548E - 5m2 d2 - n*(0.008m)2 A = - - 4 4

por lo tanto el esfuerzo cortante es:

= 560879.24Pu = 560.88kPa F 28.192864N A 5.026548E - 5m2

r = - =

Pieza A-I7 y A-I 9 Material: Aluminio aleación 6065 Temple T-5 Resistencia Última Su = 241 Mpa. Resistencia a la cedencia Sy = 145 Mpa. Resistencia a cortante Sys = 165 Mpa.

- 4 0 -

VGA - TRAM" CNAD - MECATRbNlCA I

Los esfuerzos de diseño, normales máximos y por cortante se obtienen por las '' ecuaciones 1.3.1 y 1.3.2, y son, para este material. Para esfuerzos nominales máximos son: Estática o, = SyI2 = 72.5Mpa Repetida ad = Sy18 = 18.125Mpa Para esfuerzos cortantes máximos: Estática id = Sysl2 = 82.5Mpa Repetida zd = Sys14 = 41.25Mpa

Estas piezas trabajan en contacto, por lo tanto al determinar las propiedades del I,

Comenzaremos con el análisis del piñón. En un engrane existen 3 tipos de fuerza

a) Componente tangencial (fuerza de transmisión), Wt b) Componente radial, Wr c) Componente axial, que en los engranes rectos es nulo.

piñón (A-19), se encuentran automáticamente las características de la pieza A-I 7.

A continuación se muestra, la distribución de las fuerzas y sus componentes.

F

b

I

Las fuerzas F y W, se descomponen en sus componentes radial y tangencial.

Wr

Ft

t Fr

FW

CNAO - MECATRÓNICA VGA - "FFAM" i !

Por lo que Wt y Ft, constituyen un par. Utilizando la ecuación T = Wr * r , se puede calcular el torque que proporciona el motor, que para nuestro caso W, es la carga a desplazar, que es Wt=51.608N. con 10 que el torque del motor es:

T = Wt * r = 51.608* 0.03 = 1.548N.m

De la misma forma podemos encontrar el valor de Wr=Wsen& y para localizar,/

Para encontrar la potencia necesaria, para desplazar esta carga (51.608N), se el valor de W, se cuenta con la fórmula W=wt/cos+, donde 4 es el ángulo de presión.

recurre a la fórmula:

donde Pot = Potencia en watts Wt = Fuerza en newton V = Velocidad en mls Para continuar con un análisis estático en los dientes del engrane, se debe

P o t = W t * V

tener en cuenta que: - La carga varía en dirección y magnitud durante el tiempo en que está en contacto. - Durante la transmisión se encuentran en contacto varios dientes. - Se producen concentraciones de esfuerzos. - Inexactitud en la fabricación de los dientes. - Un diente de engrane no se modela como una viga en cantiliver, debido a que su

longitud es muy reducida y su espesor no es uniforme.

A continuación se muestra una representación esquemática de un diente.

Wt

..... .............

Se puede observar que el diente tiene la menor resistencia que la viga que

Para determinar la relación entre la carga Wt y los esfuerzos en esta sección. modela la sección T-C, que constituye la zona crítica del análisis.

Se aplica la fórmula de flexión para vigas en cantiliver 1.3.6.6.

- 4 2 -

CNAD - MECATR6NICA VGA - ‘FRAM” t

I Mc M

“J=I=sx donde M = Wt*h

t = Espesor del diente. F = ancho del engrane.

AI sustituir estas expresiones en la 1.3.6.6, obtenemos 6Wt * h F* t2

o=---

Es conveniente despejar la carga de esta ecuación puesto que el interés se centra principalmente en la capacidad de transmisión del engrane.

uF * t2 wt = __ 6h

si se introduce el término del paso circular, a esta expresión obtenemos:

donde Y*, es el factor de forma. El factor de forma, depende de la geometría y las proporciones del diente y no

de su tamaño físico. AI diseñar, es útil contar con una expresión que incluya al paso diametral (P), cuya relación con el paso circular es:

P al sustituirse en la ecuación de Lewis, obtenemos

u F * y wt = ~

P 1.3.17

donde y = zY Para el sistema métrico, el módulo es el parámetro que se sustituye.

D ZD N N

con esta igualdad, la ecuación de Lewis, queda:

M=-* p =- : ,p =&

1.3.17.1

A está ecuación se le han hecho modificaciones en los siguientes puntos - Identificación de fatiga. - Desarrollo de modelos matemáticos para el efecto dinámico.

* Guiiiermo Aguime Esponda. Diseflo de elementos de maquinas. Pag. 585

- 4 3 -

CNAD - MECATRbNICA VGA - "FRAM"

- Desarrollo de modelos matemáticos para la fatiga superficial

Hablando de los efectos dinámicos, debemos de determinar la concentración de, esfuerzos, estos se encuentran a partir de los estudios de Dolan y Broghame?, los cuales determinaron un factor de concentración de esfuerzos que se determina de la siguiente manera:

Donde t = Espesor de la base del diente. rf = radio del filete en la base del diente. I = Altura a la que se aplicara la carga mediante desde la base del

Otro parámetro, importante es el factor geométrico AGMA4. La AGMA a propuesto el uso de un factor cuyo valor dependa de la geometría del diente, y que sirve para evaluar el efecto de la concentración de esfuerzos, y cuya fórmula es:

diente.

J = - Y

k/ donde J = Factor geométrico de la AGMA.

y = Factor de Lewis modificado. kf = Factor de concentración de esfuerzos. mp = Factor de relación de cargas.

Los factores de forma se localizan fácilmente en cualquier libro que hable de

Incorporando este factor de forma a la ecuación de Lewis, se obtiene. OF* J wt = __ P

O bien, en el sistema métrico quedaría. Wf = u * F * J * M

engranes.

En el sistema inglés.

Cuando los engranes giran, hacen contacto, por lo cual existe un comportamiento dinámico, para considerar el efecto de la velocidad de operación sobre la capacidad de transmisión en los engranes, debemos encontrar el factor Kv, e introducirlo a la ecuación de Lewis.

Op Cit. Pag. 589 ' Op Cit. Pag. 592

- 4 4 -

!! CNAD - MECATR6NiCA VGA - "FFiAM"

o = wr * En el sistema inglés. K v * F * J

~ ~

O bien, en el sistema métrico quedaria. Wt

F * M * K v L T =

ll

donde

Engranes cepillados con poca precisión. 1200 1200+v

Kv =

Kv = 50 Engranes realizados con media precisión. 5 0 + f i

Engranes realizados con alta precisión. 78 78+$

Kv =

Donde V, esta dado en Wmin.

Existe otro parámetro que es importante estimar, el tamaño del diente. Para esto es necesario saber el tamaño aproximado de los mismos y el material con el que' esta construido. La aproximación que pondremos, estará en función en la determinación del ancho de la cara (F), dentro del rango 3p<F<5p. Este método es iterativo, debido a que tanto la carga como la velocidad depende del paso.

Los siguientes datos, son los que se deben considerar para resolver el' problema. - Potencia a transmitir. - Velocidad (rpm) - Número de dientes. - El factor de forma Y - El esfuerzo de diseno SO

Por último, es bueno utilizar un factor de seguridad entre 3 y 4, dependiendo del material y la aplicación, quedando:

SY s, = - n

O bien, utilizar la recomendación de la Aluminum Association5, para el esfuerzo de diseño.

Para material quebradizo. S, = 0 . 5 1 s ~ Donde SD = Esfuerzo de cedencia.

SU = Esfuerzo último.

Para material dúctil. S , = O.61Sy

Robert L. Moa. Resistencia de materiales aplicada. Pag. 235 5

- 4 5 -

CNAD - MECATR6NICA VGA - 'FRAM" I . .

. .

I

Para nuestro piñón, los datos iniciales son: Módulo (m)=1.5 Número de dientes (z)=20 Angulo de presión (4) = 25".

Paso circular Grueso y espacio entre dientes p'=T+E Addendum S=M = 1.5 mm Holgura H=0.157m= 0.2355 mm. Dedendum F=1.157m = 1.7355 mm. Profundidad de trabajo Diámetro de paso Diámetro exterior 0=(z+Z)m=33 mm. Diámetro de huelgo Diámetro interior Di=(z-2.314)rn= 26.529 rnm. Longitud del diente Profundidad h = 2.157m = 3.2355 mm Radio del entalle.

p'= nm = 4.71.23 mm.

A=2m = 3.0mm D=zm= 30 mrn.

Dh=(z2)m= 27 mm.

Ln=lOm = 15 mm.

rf =0.38m = 0.57 mm.

Otros datos importantes para nuestro piñón son: rpm = 10 V = 0.03141 m/s = 6.18307 Wmin Carga a desplazar Wt = 51.608 N.

Lo primero es calcular el torque, la potencia y las fuerzas que se generan en el engrane.

T = Wt * R = 0.77412N.m Pot = Et*V =1.6213Watts

Componente tangencia1 Wt=51.608 N Componente radial WF M a n + = 24.065 N.

El siguiente punto es determinar el factor de forma modificado de Lewis, con los datos del módulo, número de dientes y ángulo de presión, por medio de tablas. Y = 0.369 Y=0.118

Se determina el factor geométrico AGMA, con los valores del número de dientes, el número de dientes aproximado de la cremallera (80), y considerando posibles fallas en el maquinado, supondremos que la carga se aplica en la punta del diente (no compartición). Este valor se localiza en tablas. J = 0.41

El valor de Kv, considerando media Drecisión

- 4 6 -

II

VGA - "FRAM" F

CNAD - MECATRÓNICA

Con los datos anteriores podemos encontrar el esfuerzo en el diente del pinón, , mediante la ecuación de Lewis, en sus diferentes modalidades.

Con los siguientes valores, el esfuerzo por flexión sería:

. . Wt = 51.608 N h = 3.2355 mm t = 2.35725 mm F = 1.5 cm

- 12020073.8395Pa = 12.02Mpa 6Wr * h F * t 2

o=--

Aplicando el factor de forma, con los siguientes valores, el esfuerzo por flexión sería: Wt = 51.608 N h = 3.2355 mm t = 2.35725 mm F = 1.5 cm J = 0.41 m = 1.5

wt 51.608N FJm 0.01Sm* 0.41* 0.0015m

o=--= = 5594363.143Pa = 5.594MPa

Aplicando el factor de velocidad, con ¡os siguientes datos, el esfuerzo por flexión es: Wt = 51.608 N Kv = 0.9526 m = 1.5mm F = 1.5 cm

= 2407757.61413 Pa = 2.407MPa wt - 51.608N o=----

FmKv 0.015m*0.0015m*0.9526

CNAD - MECATR6NICA VGA - "FRAM" r

Pieza A-I8 Material: Acero AIS1 1020 Recocido Resistencia última Su = 393 Mpa. Resistencia a la cedencia Sy = 296 Mpa.

Los esfuerzos de diseño, normales máximos y por cortante se obtienen por las 1)

ecuaciones 1.3.1 y 1.3.2, y son, para este material. Cabe mencionar que cuando no se tiene el esfuerzo a cortante se utiliza la fórmula Sys=Sy/2, que es una aproximación aceptable del valor.

Para esfuerzos nominales máximos son: Estática gd = Sy/2 = 148Mpa Repetida g d = Sy 1 8 = 37 Mpa Para esfuerzos cortantes máximos: Estática T~ = Sys I 2 = 74 Mpa Repetida rd = Sys I 4 = 37Mpa

La explicación de este elemento se puede leer en el análisis de la pieza A-8. Ahora la sección que se analizará es una rectangular, por lo que aplicaremos la misma fórmula.

T

donde T = 0.2099 N.m (es la misma potencia que transmite la pieza A-8), mientras que, el valor de Q, se obtiene del perfil rectangular con la fórmula

donde b = 1.5 cm h= .5cm

Con estos valores podemos fácilmente obtener el esfuerzo cortante máximo

= 2015039 .99Pu = 2.015 MPa - 0.2099 N . m T ~ m , - - Q 1.04166 E - 7 m 3

- -

VGA - *FRAM" CNAD - MECATR6NlCA 11

Pieza A-20 y A-21 Material: Acrílico Policarbonato. Resistencia a la tensión (Sy) 11 O Mpa Resistencia a la flexión 131 Mpa Módulo de tensión 5.9 Mpa.

Los esfuerzos de diserio, normales máximos y por cortante se obtienen por las ecuaciones 1.3.1 y 1.3.2, y son, para este material. Cabe mencionar que cuando no se, tiene el esfuerzo a cortante se utiliza la fórmula Sys=Sy/2, que es una aproximación aceptable del valor.

Para esfuerzos nominales máximos son: Estática o, = Sy12 = 55Mpa Repetida od = Sy18 = 13.75Mpa Para esfuerzos cortantes máximos: Estática T, = Sysl2 = 27.5Mpa Repetida id = Sys1.l = 13.75Mpa

La pieza A-20 y A-21, tienen la función de proteger los componentes internos (mecánicos y electrónicos), de agentes externos que puedan en algún momento, afectar su funcionamiento.

Las cargas a las que están sometidas es a su propio peso, por lo que realmente

El único punto de interés, hablando de esfuerzo, es el punto en la pieza A-21,

no presentan una cantidad de esfuerzo significativo.

que es donde se une con la pieza A-17, como se muestra a continuación.

VGA - 'FRAM" CNAD - MECATR6NICA

En esta zona se soporta un peso que es igual a la suma de la pieza A-21 y el peso de prueba (4.4296Kg equivalentes a 43.454376N.), Con una simple suma de 'i fuerzas en el eje y, se encuentra que las reacciones son:'

F 2

R = - = 21.727188N

El esfuerzo que ocasiona esta fuerza es por aplastamiento o por tensión. El esfuerzo por aplastamiento es mucho mayor que el esfuerzo por tensión, por este motivo solo se presenta el más significativo (aplastamiento), utilizando la fórmula 1.3.6.

donde el área proyectada es igual a

por lo tanto el esfuerzo por aplastamiento es: Ab = D * e = (0.02mX.003m) = 0.00006m2

= 362119.8Pa = 362.12kPu F 21.727188N Ab 0.00006m2

c = o =

En la pieza A-20 solo se genera un esfuerzo por compresión, la fuerza que realiza esto, es la suma de los pesos de las piezas A-20,A-21 y el peso de prueba, que dan una carga total de 7.67216Kg (75.2638N)

El área que se toma en cuenta es la pieza A-20, comprendida en su diámetro exterior y el diámetro interior, como sigue:

7r A = Al - A2 = -(Di2 - 02')= 7.42964E - 2m2 I 2

4 Con lo que el esfuerzo de compresión será:

75'2638N = 1699.095Pu = 0.001699MPu F A 4.42964E -2m2

(r=-=

CNAD - MECATRÓNICA VGA - "FWM"

~ Designación de parte Tipo de esfuerzo máximo A- 1 Compresión A-2 Empuje (rosca) A-3 Empuje (rosca) A 4 Empuje (rosca)

1.3.2 Tabla de resultado.

Valor en Mpa. 0.01 1878 7.2165 7.2165 0.1069

Tabla 1.3.2

* Está pieza es un eje por lo tanto el parámetro principal que se calcula es el diámetro mínimo que puede soportar con las cargas presentes. ** Está pieza es una columna, por lo tanto el parámetro a determinar es la carga critica que puede soportar. *** Está pieza es un cojinete de nylamid, el parámetro a calcular es la carga máxima que soporta y se verifica que no sobrepase el valor que marca el fabricante.

- 5 1 -

CNAD . MECATRbNICA '1 VGA - 'FRAM"

1.4 Selección de materiales.

La selección de los materiales, se realiza en función de sus propiedades mecánicas, físicas, químicas, y de costo. La selección involucra una comparación de los efectos anticipados de las cargas y del medio ambiente, expresados en función del criterio de diseño, y los correspondientes limites o criterios de diseño para el material bajo las condiciones dadas.

La selección del criterio de diseño puede estar influida por el tipo de material (dúctil, frágil), la naturaleza de los esfuerzos o los códigos y normas aceptados por la institución o empresa en donde se realiza el diseño.

Para este prototipo, la selección fue determinada, por los esfuerzos a los que están expuestos los elementos, otra característica importante que tomamos en cuenta, es la resistencia del material a la corrosión, así como su bajo peso (baja densidad).

1.4.1 Característica de los materiales para cada elemento.

En función de los valores observados de la tabla 1.3.2, se determinó que los materiales propuestos inicialmente, fueran los usados.

Las principales causas son: bajo costo, densidad baja (poco peso), y sobre todo que los valores de sus esfuerzos máximos de diseño, tanto de corte como normales, están muy por arriba de los valores máximos de esfuerzo a los que están sometidos cada pieza.

A continuación se describirán los diferentes materiales, que se usaron para la realización de cada componente en este prototipo (Tabla 1.4.2)

- 5 2 -

VGA - *FRAh4" CNAD - MECATRbNlCA

I I Inoxidable I

'1

I Características I Tbo de Material

I

del material I Material I Aluminio I Aluminio I Acero I Nylamid I Acero I Acrílico

Condición Temple H- Temple T-5 Recocido I A

Recocido

Presentación . .

Placa de Cuadrado Redondo 4% Redondo Redondo Placa de 3 mm 1.5 cm de in. 4lin 4lin

7 . 8 ~ 7 . 8 ~ ~ 1 Placa 4 mm Redondo

I $15mm I Resistencia I 165 MDa. I 241 MDa i 758MDa I I 393MDa I

cedencia Resistencia a cortante Porcentaie de

última Resistencia a la i 152 MDa. i 145 MDa i 279Müa I 720-800 I 296MDa I 131 Moa

kglcm2 90 Mpa. 165 Mpa

15 25 60 15-30 36

Tabla 1.4.2

Los datos de la tabla 1.4.2, dan algunos valores de las propiedades más comunes, pero no implica que estos parámetros sean los únicos.

-53-

II

VGA - *FRAM" CNAD ~ MECATRdNlCA

Herramienta T I T2 T5

1.5 Construcción de los componentes.

A continuación se describirá la forma en que maquinaron las piezas, que' conforman al prototipo "FRAM".

Se mencionará el tipo de maquina, las herramientas, las velocidades, los programas que corresponda a la pieza (Apéndice B) de control numérico y algunos comentarios para la más rápida elaboración de las mismas. I/

Designación Diámetro (mm) Filos End mill 10 2 End mill 10 4 Broca 10

1.5.1 Base principal.

Material: Aluminio aleación 1200 HI4 Presentación: Placa, espesor de 15mm. Pieza de trabajo: 55Ox550x15mm

Procedimiento: - Se monta la placa, en el centro de maquinado Mor¡ Seiki, sujetándolo con las

prensas de placas (se maquinara en dos partes, por la carrera de la maquina en eje1 y, es 500mm). Se localiza el G54, teniendo en cuenta que en el eje y, no será muy directa su localización. Se transfiere el programa de CN, a la memoria del centro de maquinado (círculo I).

-

- Las herramientas que el programa utiliza son:

- Se verifican los offset de altura, así como los de diámetros. - Se corre el programa. - Se rota la pieza 90°, aflojando previamente las mordazas, y apretando nuevamente

después del giro, localizando el G54. - Se carga el programa círculo I I (apéndice 6). - Se corre el programa. - AI terminar se aflojan las mordazas, y se retira la pieza. - Se monta en la fresa convencional y se carea ligeramente.

Nota: Cuando se gira la pieza en el centro de maquinado, se verifica que el centro anterior, coincida con la nueva posición.

- 54 -

1.5.2 Soporte de columnas compuestas.

Material: Aluminio 6065 T-5 PresentaCi6n: Cuadrado de 78mm. Pieza de trabajo: 72x72x60mm

Herramienta Designación T I End mill T2 End mill TO3 Broca TO4 Avellanador

Procedimiento: - Se monta la pieza, en el centro de maquinado Mor¡ Seiki, sujetándolo con las

prensas convencional (se maquinara en cuatro partes, por las características de la, pieza) .

- Se localiza el G54, colocando la pieza con calzas, de tal manera que solo sujete la prensa 8mm.

- Se transfiere el programa de CN, a la memoria del centro de maquinado (CARA IA, apéndice B).

Las herramientas que el programa utiliza son:

Diámetro (mm) Filos 10 2 10 4 11 90"

TO5 Machuelo MI0

Se verifican los offset de altura, así como los de diámetros. Se corre el programa. Terminado el programa, se lleva la pieza a la fresa y se corta el excedente del material de la cara B, con un face mill, y se regresa al centro de maquinado montándola con la cara B hacía arriba y la cara C hacia tu derecha, localizando nuevamente el G54. Se carga el programa CARA 28 (apéndice B). Se corre el programa. AI terminar se afloja la prensa, y se gira la pieza, colocando la cara D hacia arriba y la cara A, hacia tu derecha, localizando el G54. Se carga el programa CARA 2D (apéndice B). Se corre el programa. Se verifica la medida de la caja, y si no es la correcta se corre nuevamente el programa desde el punto señalado en el programa CARA 2D, hasta llegar al valor de la caja considerando la tolerancia para el ajuste del rodamiento. AI terminar el maquinado, se gira la pieza de tal forma que la cara C, quede hacia arriba y la cara A, hacia tu derecha, localizando el G54. Se carga el programa CARA 2C (apéndice B), TO8 corresponde a una broca de 45 mm. Se corre el programa.

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CNAD ~ MECATRbNICA i VGA - "FRAM"

I

Herramienta T I T2 TO3 TO4 TO5 TO6

- AI terminar se retira la pieza.

Nota: Se recomienda, fabricar simultáneamente esta pieza con la pieza A-3.

Designación Diámetro (mm) Filos End mill 10 2 End mill 10 4 Broca 11

Avellanador 90" Machuelo MI0

Broca de centros

1.5.3 Soporte de columnas simples.

Material: Aluminio 6065 T-5 Presentación: Cuadrado de 78mm. Pieza de trabajo: 72x72x60mm

Procedimiento: - Se monta la pieza, en el centro de maquinado Mor¡ Seiki, sujetándolo con las,,

prensas convencional (se maquinara en cuatro partes, por las características de la pieza).

- Se localiza el G54, colocando la pieza con calzas, de tal manera que solo sujete la prensa 8mm.

- Se transfiere el programa de CN, a la memoria del centro de maquinado (CARA IA, apéndice B).


Se verifican los offset de altura, así como los de diámetros. Se corre el programa. Terminado el programa, se lleva la pieza a la fresa y se corta el excedente del' material de la cara B, con un "face mill", y se regresa al centro de maquinado montándola con la cara B hacia arriba y la cara C hacia tu derecha, localizando nuevamente el G54. Se carga el programa CARA 3B (apéndice B). Se corre el programa. AI terminar el maquinado, se gira la pieza de tal forma que la cara C, quede hacia arriba y la cara A, hacia tu derecha, localizando nuevamente el G54. Se carga el programa CARA 2C (apéndice B), TO8 corresponde a una broca de 45 mm. Se corre el programa. AI terminar se retira la pieza.

Nota: Se recomienda, fabricar simultáneamente esta pieza con la pieza A-2.

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i/

’) CNAD - MECATRbNICA VGA - “FRAM” ,

Herramienta Designación Diámetro (mm) Filos T I End mill 10 2 T2 End mill 10 4 I

TO5 Broca de centros TO8 Broca . 10

1.5.4 Chumaceras.

1.5.5 Coplee “A” del motor.

MATERIAL: Acero AIS1 1020 PRESENTACION: 30mm. de diámetro por 150 mm. de longitud para dos piezas. MAQUINAS: Torno convencional

Fresadora Universal.

PROCESO DE MACIUINADO:

CNAD - MECATR~NICA VGA - TRAM”

Centrar el material en el chuck de cuatro mordazas dejando fuera del chuck 35 mm. de material. I

Maquinar a un diámetro de 20 mm. por 35 mm. de longitud a una velocidad de 1000 r.p.m. con una herramienta de carburo de tungsteno de alta velocidad metiendo cortes de en el eje X de 0.300 mm. con un avance de 0.08 mlmin. . . . -. . -. . - - Maquinar el escalón de 15 mm. de diámetro por 15 mm. de longitud a una velocidad de 1000 r.p.m. y un avance de 0.08 mlmin. Se maquinó con broca de centros numero tres, broca de 8 mm. de diámetro el barreno con una profundidad de 15 mm. para el ajuste del motor.

Se corto la pieza con una cuchilla de carburo de tungsteno una longitud de 25 mm. a una velocidad de 300 r.p.m.

En la fresadora convencional se le maquino una ranura de 0.5 mm. sacando el centro de la pieza con un palpador, estando en el centro de la pieza con un cortador de 0.5 mm. de diámetro se realizan los cortes de 0.3 mm. de profundidad a una velocidad de 630 r.p.m. con un avance de 120 mmlmin. Hasta llegar a una profundidad de 0.5 mm.

NOTA: Para el maquinado del torneado se puede utilizar un chuck de tres mordazas con autocentrado para evitar el centrado con reloj indicador. Es importante auxiliarse de, el sistema de eje de coordenadas (x-y) para una precisión en el maquinado.

1.5.6 Coplee “B” del motor.

MATERIAL: Acero AIS1 1020 PRESENTACION: 30m.m. de diámetro por 150 mm. de longitud para dos piezas. MAQUINAS: Torno convencional


PROCESO DE MAQUINADO: Centrar el material en el chuck de cuatro mordazas dejando fuera del chuck 35 mm. de material para el maquinado. Maquinar a un diámetro de 20 mm. por 30 mm. de longitud a una velocidad de 1000 r.p.m. con una herramienta de carburo de tungsteno de alta velocidad metiendo cortes de en el eje X de 0.300 mm. con un avance de 0.08 mlmin. Maquinar el escalón de 15 mm. de diámetro por 15 mm. de longitud a una velocidad de 1000 r.p.m. y un avance de 0.08 mlmin. Se maquinó con broca de centros numero tres, broca de 8 mm. de diámetro el barreno con una profundidad de 15 mm. para el ajuste del motor. Se cortó la pieza con una cuchilla de carburo de tungsteno una longitud de 25 mm. a una velocidad de 300 r.p.m. y un avance de 0.05 mm. En la fresadora convencional se le maquino una escalón de 0.5 mm. de espesor sacando el centro de la pieza en el diámetro de 20 mm. con un palpador, estando en

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CNAD ~ MECATR6NlCA VGA - 'FRAM" 8 II

Herramienta T I T2 TO8

el centro de la pieza con un cortador de 0.5 mm. de diámetro se realiza un desplazamiento en el eje X de 14 mm. con una profundidad de 0.2 mm. hasta llegar a una lectura de ( X = 75 mm. ) y (- X = 75 mm.) para el otro extremo. y así obtener el acoplamiento con el coplee "A" del motor.

Designación Diámetro (mm) Filos I/

End mill 10 2 End mill 10 4 Broca 6

NOTA: Para el maquinado del torneado se puede utilizar un chuck de tres mordazas, con autocentrado para evitar el centrado con reloj indicador. La importancia de auxiliarse el sistema de eje de coordenadas (x-y) para una precisión en el maquinado.

1.5.7 Base del motor de C.D..

Material: Acero Inoxidable AIS1 304 recocido. Presentación: Placa de 4mm. Pieza de trabajo: Una L, de 90xl40mm y 60xl40mm a 90"

Procedimiento: - Se monta la pieza, en el centro de maquinado Mor¡ Seiki, sujetándolo con las

prensas convencional (se maquinó en dos partes, por las características de la, pieza).

- Se localizó el G54, colocando la pieza con calzas, de tal manera que sujete la prensa IOmm, se coloca una calza de madera de Icm por debajo de la pieza saliente y que la cara de mayor área quede hacia arriba. Se transfiere el programa de CN, a la memoria del centro de maquinado (PLACA

DE MOTOR, apéndice 6). -


- Se verifican los offset de altura, así como los de diámetros. - Se corre el programa. - Terminado el programa, se monta en la prensa del centro de maquinado, con la cara

inferior, según plano 6 (apéndice A) hacia arriba y la cara maquinada apuntando en dirección contraria a ti.

- Se localiza nuevamente el centro de la pieza. - Se carga el programa BASE MOTOR (apéndice B). - Se corre el programa. - AI terminar se retira la pieza.

Nota: Se recomienda, manejar la sobre velocidad, para tener control sobre esta, ya que sé está manejando acero inoxidable.

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CNAD - MECATRdNlCA

1.5.8 Eje de ruedas.

PRESENTACION: Material 15m.m. de diámetro por 200 mm. de longitud para dos piezas. MAQUINAS: Torno convencional

MATERIAL: Acero inoxidable AIS1 304 '1


PROCESO DE MAQUINADO: 0 Se centrar el material en el chuck de cuatro mordazas dejando fuera del chuck 5

mm. de material para el maquinado con una broca de centros numero tres. 0 Se colocar la pieza entre el chuck y el punto giratono del torno para apoyar entre

centros dejando fuera del chuck una longitud de 150 mm. y maquinar con una herramienta de carburo de tungsteno a una velocidad de 1200 r.p.m. con un avance de 0.07 mlmin. a un diámetro de 11.9 mm. metiendo cortes de 0.2 mm. ,

0 Se cortó la pieza con una cuchilla de carburo de tungsteno una longitud de 139 mrn. a una velocidad de 150 r.p.m. y un avance de 0.02 mm. En la fresadora convencional se le maquino una ranura de 0.4 mm. de espesor sacando el centro de la pieza. Con un cortador de 0.4 mm. de diámetro se maquino a una profundidad de 0.9 mm. metiendo cortes de 0.2 mm. con esta ranura se obtiene el acoplamiento del reductor de velocidad al eje de las ruedas.

I

NOTA: Para el maquinado del torneado se puede utilizar un chuck de tres mordazas con autocentrado para evitar el centrado con reloj indicador. Es importante auxiliarse, del sistema de eje de coordenadas (x-y) para una precisión en el maquinado. Para el maquinado de ejes con longitudes mayores de 100 mm. se debe de maquinar entre centros. (punto de apoyo entre el chuck y punto giratorio).

1 S.9 Columnas.

MATERIAL: Aluminio 6065 T-5 PRESENTACION: Material de 150m.m. de diámetro por 1000 mm. de longitud para cuatro piezas. MAQUINAS: Torno convencional

PROCESO DE MAQUINADO: 0 Se centra el material en el chuck de cuatro mordazas dejando fuera del chuck 40

mm. de material para el maquinado. 0 Se maquina a un diámetro de 12 mm. por 20 mm. de longitud a una velocidad de

1000 r.p.m. con una herramienta de carburo de tungsteno de alta velocidad metiendo cortes de en el eje X de 0.300 mm. con un avance de 0.08 rnlmin.

CNAD - MECATRÓNICA VGA - "FRAM" 6 't

0 Se maquina una cuerda de milimétrica de módulo 12 con una longitud de 15 mm. metiendo cortes de 0.05 mm. utilizando una herramienta afilada a 60 grados. Se corto la pieza con una cuchilla de carburo de tungsteno una longitud de 295 mm. a una velocidad de 300 r.p.m. y un avance de 0.05 mm. Se centra la pieza del lado contrario, refrentar 5 mm. y maquinar un escalón de 14 mm. de diámetro por 25 mm. de longitud.

NOTA: Para el maquinado del torneado se puede utilizar un chuck de tres mordazas con autocentrado para evitar el centrado con reloj indicador. Es importante auxiliarse 18, del sistema de eje de coordenadas (x-y) para una precisión en el maquinado. Este proceso es para las cuatro piezas.

1.5.10 Junta de columna y viga.

MATERIAL: Aluminio 6065 T-5 PRESENTACION: Material cuadrado 70 por 70 mm. de diámetro por 500 mm. de longitud para cuatro piezas. MAQUINAS. Fresadora Universal.

PROCESO DE MAQUINADO: Se perfilaron las cuatro piezas del material escuadrando sus cuatro caras hastal darles las medidas de 60 por 60 mm. por cara.

0 Se maquinó el escalón de 30 por 30 mm. con un cortador de 20 mm. de 2 filos para desbastar a una velocidad de 850 r.p.m. con un avance de 120 mmlmin. Dejando el maquinado aproximado a 35 mm. por lado.

0 Se maquinó el acabado del escalón con un cortador de 20 mm. de diámetro de cuatro filos a una velocidad de 950 r.p.m. un avance de 100 mm./min. Se maquinaron barrenos de 14 mm. uno en cada escalón, centrando con un palpador se busca el centro del escalón con una broca de centros numero 4,conl broca de 13 mm. y un cortador de 14 mm. de diámetro a 25 mm. de profundidad a una velocidad de corte de 600 r.p.m. y un avance en el eje 2 de 0.05 mm.

NOTA: Es importante auxiliarse del sistema de eje de coordenadas (x-y) para obtener! una mejor precisión en el maquinado. Este proceso es para las cuatro piezas.

1.5.1 1 Vigas.

MATERIAL: Aluminio 6065 T-5 PRESENTACION: Material cuatro pzas. MAQUINAS: Torno convencional.

de 15 mm de diámetro por 1OOOmm de longitud para las


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CNAü - MECATRdNlCA VGA - FRAW

81

Herramienta TO 1 TO2 TO8

PROCESO DE MAQUINADO: Se centra la pza. dejando fuera del chuck 35 mm. de longitud maquinar a 13.5 mm. de diámetro, 25 mm. de longitud a una velocidad de 900 R.P.M. y un avance,, de 0.08 mlmin. Se corta la pieza con cuchilla a 171.5 mm. de longitud a una velocidad de 300 r.p.m. yun avance de 0.05mm. Se maquina en la fresadora un plano centrando la pieza. Con el cortador se hace contacto con el diámetro de 15 mm. por en cero el eje Z , meter cortes de .5 mm. ~

hasta llegar a ,725 mm. a una longitud de 45 mm. a una velocidad de 900 r.p.m.

Designación Diámetro (mm) Filos I End mill 10 2 End mill 10 4 Broca 6

NOTA: Este proceso es para las cuatro piezas el proceso de maquinado es mas' preciso utilizando el eje de coordenadas ( x-y).

- Se verifican los offset de altura, así como los de diámetros. - Se corre el programa. - AI terminar se aflojan las mordazas, y se retira la pieza. - Se monta en la fresa convencional y se carea ligeramente.

Nota: Cuando se maquina en la fresa se debe de verificar la medida de la pieza para no pasarse.

CNAD - MECATRbNICA VGA - "FRAM" I

1.5.13 Guía de cremallera.

MATERIAL: Aluminio 6065 T-5 PRESENTACION: Material rectángulo de 80 mm. , 80 mm. por 160 mm. de longitud para una pieza. MAQUINAS: Fresadora Universal.

PROCESO DE MAQUINADO: Se perfila la pieza del material escuadrando sus cuatro caras hasta darles las medidas de 70x70 mm. y 150 mm. de longitud. Se maquinó ranura de 50 mm. dejando a 10 mm. las dos paredes en las caras de' 70 mm. con una profundidad de 60 mm. a una velocidad de 850 r.p.m. con un cortador de 20m.m. dos filos para el desbaste de material. con un avance de 120 mm./min. metiendo cortes de 2 mm. Se maquinó el escalón de 35 mm. en la parte trasera de la pieza por 5mm. de ancho a una velocidad de 900 r.p.m. con un avance de 120 mm./min. Se maquinó una caja ciega para ensamblar el motor que impulsara a la cremallera y piñón con medidas de 45 mm. por 15 mm. de profundidad a una distancia de 4 mm. con respecto a su base de la misma guía. Se maquinaron los barrenos para los ejes de apoyo a un diámetro de 4 mm.' pasados a una distancia de 120 mm. entre centros. Se rnaquinaron los barrenos machueleados para sujetar el motor de módulo 6 pasados en la misma caja se rnaquino la ranura para pasar el eje de 0.8 mm.

NOTA: Es importante auxiliarse del sistema de eje de coordenadas (x-y) para una mejor precisión en el maquinado.

1.5.14 Ménsula de cremallera.

Material: Aluminio 6065 T-5. Presentación: Cuadrado de 78mm. Pieza de trabajo: Una L, de 5Ox40mm y 5Ox40mm a 90"

Procedimiento: - La L se debe fabricar en la fresa convencional, incluyendo el escalón del vértice

exterior. - Se monta la pieza, en el centro de maquinado Mor¡ Seiki, sujetándolo con la

prensa convencional (se maquinará en dos partes, por las características de la pieza).

- Se localiza el G54, colocando la pieza con calzas, de tal manera que sujete la prensa, dejando por encima IOmm, se coloca una calza de madera de Icm por debajo de la pieza saliente y que el escalón exterior, este dirigido hacia la parte posterior de la maquina.

VGA ~ 'FRAM" CNAD - MECATRbNICA

Herramienta Designación Diámetro (mm) T I End mill 10 T2 End mill 10

TO8 Broca 8

-


Se transfiere el programa de CN, a la memoria del centro de maquinado (MeNSUIA CARA A, apéndice B).

Filos 2 4

- Se verifican los offset de altura, así como los de diámetros.

- Terminado el programa, se desmonta la pieza y se coloca con la cara sin maquinar hacia arriba, cuidando que la cara maquinada este a la derecha del operario.

- Se localiza nuevamente el centro de la pieza. - Se carga el programa MÉNSUIA CARA B (apéndice B). - Se corre el programa. - AI terminar se retira la pieza.

Nota: Se recomienda, cuidar las dimensiones en el proceso del maquinado convencional.

- Se corre el programa. I

1.5.1 5 Ejes de apoyo.

MATERIAL: Acero AIS1 304 PRESENTACION: Material de 20 mm. diámetro por 200 mm. longitud para dos piezas. MAQUINAS: Torno convencional

PROCESO DE MAQUINADO: Se centra el material en el chuck de cuatro mordazas dejando fuera del chuck 5m.m. de material para el maquinado. Se maquina con broca de centros numero tres, sacar el material 80 mm. para sujetar entre centros. Se maquina a un diámetro de 15 mm. con herramienta de carburo de tungsteno de alta velocidad a 1000 r.p.m. metiendo cortes de 0.2 mm. por 0.07 mlmin. de avance a una longitud de 78 mm. Se maquina escalón a 0.8 mm. de diámetro por 70 rnm. de longitud a 1000 r.p.m. con un avance de 0.08 mlmin. Se corta con cuchilla de carburo de tungsteno a 75 mm. de longitud a una velocidad de 200 r.p.m.

NOTA: Para el maquinado del torneado se puede utilizar un chuck de tres mordazas con autocentrado para evitar el centrado con reloj indicador. Es importante auxiliarse del sistema de eje de coordenadas (x-y) para una mejor precisión en el maquinado! Este proceso de maquinado es para las dos piezas.

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!I

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I CNAD - MECATRbNICA VGA - "FRAM'

1.5.16 Apoyos.

MATERIAL: Nylamid PRESENTACION: Material de 30mm. de diámetro por 100 mm. de longitud para dos piezas. MAQUINAS: Torno convencional

PROCESO DE MAQUINADO: Se centra el material en el chuck de cuatro mordazas dejando fuera del chuck 6 mm. de material para el maquinado. Se maquina a un diámetro de 23 mm. por 45 mm. de longitud a una velocidad de 900 r.p.m. con una herramienta de carburo de tungsteno de alta velocidad con punta más aguda (radio de la punta de 0.006 mm.)avance de O.OSm/min. Se maquina barreno con broca del numero 3, broca de 8 mm. por 5 mm. de profundidad a una velocidad de 650 r.p.m. Se maquina ranura a 15 mm. de diámetro por 17 mm. de longitud a una velocidad de 750 r.p.m. con una herramienta de tipo cuchilla de 0.5 mm. Se cortó la pieza con una cuchilla de carburo de tungsteno una longitud de 37m.m. a una velocidad de 750.p.m. y un avance de 0.05 mm. Centrar la pieza del lado contrario, refrentar 5 mm.

NOTA: Para el maquinado del torneado se puede utilizar un chuck de tres mordazas con autocentrado para evitar el centrado con reloj indicador. Es importante auxiliarse del sistema de eje de coordenadas (x-y) para una mejor precisión en el maquinado. Considerar que el maquinado con Nynamid se logra con menos esfuerzos.

ll

1.5.17 Cremallera.

Material: Aluminio 6065 T-5. Presentación: Cuadrado de 78mm. Pieza de trabajo: Un rectángulo de 35Ox40x17mm

Procedimiento: - -

-

El rectángulo se debe fabricar en la fresa convencional. Se monta la pieza, en el centro de maquinado Mor¡ Seiki, sujetándolo con la prensa convencional. Se localiza el G54, colocando la pieza con calzas, de tal manera que sujete la prensa, dejando por encima 8mm, cuidando de montar la pieza a lo largo en la prensa.

- Se transfiere el programa de CN, a la memoria del centro de maquinado (PREPARACION CREMALLERA, apéndice B).

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CNAD - MECAJRÓNICA VGA - "FRAM"

TnR I Broca


10

Herramienta

I . -- I

Designación I Diámetro (mm) I Filos

- Se verifican los offset de altura, así comólos de diámetros. - Se corre el programa. - Terminado el programa, se desmonta la pieza y se coloca en la electroerosionadorai

(wire cut) Mor¡ Seiki, se alinea y se localiza el G54 en el barreno maquinado anteriormente.

- Se carga el programa CREMALLERA CN (apéndice B), y se crea el programa principal.

- Se corre el programa. - AI terminar se retira la pieza. - Y se cortan los extremos en la fresa convencional.

Nota: Se recomienda. cuidar las dimensiones en el proceso del maquinado convencional.

TO8

1.5.18 Piñón.

Material: Aluminio 6065 T-5. Presentación: Cuadrado de 78mm. Pieza de trabajo: Un rectángulo de 4Ox40x25mm

Procedimiento: - El rectángulo se debe fabricar en la fresa convencional. - Se monta la pieza, en el centro de maquinado Moi. Seiki, sujetándolo con la

prensa convencional. - Se localiza el G54, colocando la pieza con calzas, de tal manera que sujete la

prensa, dejando por encima 15mm, cuidando de montar la pieza a lo largo en la prensa.

- Se transfiere el programa de CN, a la memoria del centro de maquinado (PREPARACION CREMALLERA, apéndice B).


Broca 10

- Se verifican los offset de altura, así como los de diámetros. - Se corre el programa. - Terminado el programa, se desmonta la pieza y se coloca en la electroerosionadora

(wire cut) Mor¡ Seiki, se alinea y se localiza el G54 en el barreno central maquinado anteriormente.

- Se carga el programa ENGRANE CN (apéndice B). y se crea el programa principal.

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VGA - “FRAM‘ CNAD - MECATRONICA

I - Se corre el programa. - AI terminar se retira la pieza.

Nota: Se recomienda, cuidar las dimensiones en el proceso del maquinado convencional, y se recomienda que se trabajen libres tanto la cremallera como el engrane, para que las superficies se amolden entre si.

1.6 Ajuste de componentes.

El mal ajuste entre partes (como un elemento cilíndrico que ajuste dentro del barreno cilíndrico) afecta la precisión de la colocación relativa de las mismas, la facilidad con la cual los elementos pueden ensamblarse y desensamblarse, la facilidad con la cual se pueden deslizar uno con respecto del otro (con ajustes de juego) y la carga que pueden soportar sin movimiento relativo (con ajuste por interferencia). Con frecuencia, la expansión térmica diferencial es un factor que se debe considerar al determinar los ajustes apropiados. La tolerancia (variación permitida) aplicada a cada dimensión contribuye tanto en la función como en el costo. Las tolerancias innecesariamente pequeñas son un factor importante que ocasiona costo excesivo en la fabricación.

Los ajustes y tolerancias por lo común se especifican basándose en la experiencia obtenida al hacer un uso específico. La norma USAS (ANSI) B4.1-1967 contiene recomendaciones detalladas que sirven como una importante guía.

El tipo de ajuste que se utilizó, fue de la clase 3 (ajuste medio), para la pieza A-7, ya que está apoyada en dos rodamientos. (SKF 6001, más información Apéndice F).

Otra pieza que requiere un ajuste es la A-19, que estará montada en el eje del motor superior, solo que aquí el ajuste fue casi totalmente por un prisionero, que simplificó el trabajo de ajuste.

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VGA - "FRAM" CNAD - MECATRbNICA

1.7 Ensamble de los componentes.

En esta sección se describe la forma correcta de montar todas las piezas, y se ilustra el proceso por medio de los planos de montaje (Apéndice C), así como notas y observaciones que creímos convenientes para futuros montajes.

1.7.1 Etapa 1- Montaje de base inferior.

En este ensamble, se obtiene la base del vehículo, así como el sistema de: transmisión.

Se toma la pieza A-I, A-2 y A-3. Se montan como se aprecia en el plano 22 (apéndice C). Se sujetan con tornillos allen MIO, cuidando.que las piezas A-2, esten con sus respectivos rodamientos. Se inserta la pieza A-7, y se montan las ruedas en está pieza. AI tiempo de montar las piezas A 4 (plano 23, apéndice C). Se sujetan con tornillos allen M10. Se coloca la pieza A-5 y A-6 (la pieza A-5 va con el sistema de reducción), se fijan con tornillos allen M8, por la parte superior de la pieza A-I (plano 24, apéndice C). Se verifica que la pieza A-6, tenga el rodamiento apropiado para el eje del tornillo sinfín, de la pieza A-5. Se monta la pieza A-8, en el eje del tornillo sinfín. Se monta la pieza A-I8 en el eje del motor, y a su vez el motor es montado en la pieza A-6. Cuidando que las piezas A-8 y A-18, se acoplen como se aprecia en el plano 25 (apéndice C). Con esto se tiene la base y el sistema de transmisión, completo.

1.7.2 Etapa 2 - Montaje de sustentación.

En este ensamble, se obtiene el sistema de sustentación, es decir la estructura que soporta los elementos de elevación que se describen más adelante.

Se atornilla la pieza A-9, con las piezas A-2 y A-3, como se observa en el plano 26 (apéndice C).

e Se monta la pieza A-20 y se atornilla a las piezas A-2 y A-3, como se muestra en el plano 27 (apéndice C). Se montan las piezas A-IO y A-I 1, como se muestra en el plano 28, se sujetan estas piezas con prisioneros allen M6. Con esto está completo el sistema de sustentación.


I1

1.7.3 Etapa 3 - Montaje de elevación.

En esta sección se montan los elementos que constituyen el sistema de elevación de la tapa superior.

Se toma la pieza A-I3 y se colocan las piezas A-I6 y A-15, como se muestra en el plano 29 (apéndice C) Se monta la pieza A-19, en el eje del motor superior, y se coloca la pieza A-18, ambas piezas como se muestra en el plano 30 (apéndice C). El ensamble anterior, se monta en la pieza A-12, y se asegura con la pieza A-14, como se observa en el plano 31 (apéndice C). Todo el conjunto anterior se monta en las piezas A-I 1 (plano 32, apéndice C), y se sujetan con tornillos allen M6. Por ultimo se sujeta la pieza A-21, de la pieza A-17, como se ve en el ensamble total plano 33 (apéndice C).

Con lo anterior se describió de manera detallada, el proceso de armado del vehículo, es de gran ayuda los planos de montaje así como la tornillería que se

'

describió.

1.8 Pruebas de funcionamiento mecánico.

En esta sección se describe como se comprobó que el funcionamiento de los sistemas móviles, eras los esperados.

También se describe el procedimiento de ajuste, que se realizó durante la puesta en marcha, de los sistemas móviles con los que cuenta este vehículo.

1.8.1 Transmisión inferior.

En esta sección se reporta la manera con la que se probó el funcionamiento del

Se montaron los motores y las baterías, se cablearon de manera que los motores trabajaran uno a la vez, se observb que el sistema de reducción vibraba y provocaba un ruido alto.

't

sistema de tracción. '

VGA - "FRAM" CNAD ~ MECATRbNICA

'I

Se recurrió a aflorar los tornillos del motor con la pieza A-6, e irlos atornillando de manera alternada hasta que el ruido y la vibración disminuyeron a un grado aceptable1 de funcionamiento.

Este procedimiento se repitió para el otro motor, cabe mencionar que un problema común es que los prisioneros de las piezas A-8 y A-18, no estén firmemente apretados, hay que tener en cuenta esta posibilidad, por si al momento de aflojar los tornillos de la pieza A-6, no disminuye el ruido y la vibración.

Hay que recordar que este ajuste es importante puesto que estos motores giran aproximadamente a 3600 r.p.m., a carga máxima. Por lo que la vibración provocada por un desajuste seria bastante considerada.

1.8.2 Transmisión superior.

En esta sección se analiza el proceso de puesta en marcha del motor superior, que da vida al mecanismo piñón - cremallera, que activan al mecanismo de elevación.

Este proceso es simple, se recomienda trabajar libres (es decir rodar) las piezas A-I7 y A-19, para hermanarlas.

Como se puede apreciar en el plano 13 (apéndice A), existe una ranura para que el eje del motor se ajuste, con la finalidad de que el piñón y la cremallera queden ajustados, para evitar que la cremallera se deslice por su propio peso.

Pero el ajuste también debe ser apropiado, para esto se verificó el amperaje que consume el motor, si el apriete es alto el amperaje demandado será alto, si el apriete es bajo el amperaje será bajo, pero se corre el riesgo que los dientes del piñón y el engrane solo trabajen en el sección más delgada, corriendo el riesgo de que los dientes fallen.

Por lo que se verificó que los dientes estuvieran haciendo contacto de manera normal y que el amperaje no registrara valores altos.

Con estos se termino la puesta en marcha del sistema de elevación (transmisión superior).

-70-

I CNAD - MECATR6NiCA VGA - "FRAM"

Rated I (Amps) Rated V (VDC)

Torque Static (ozh ) Length (in) Prece for 1-3 ea.

Ind (mh)

CAPITULO 2 DISENO DE CIRCUITOS DE CONTROL.

6.1 3.6 5.3

1125 6.99

$550.00

2.1 Circuitos de potencia.

En esta etapa se proveen los elementos capaces de proporcionarles a los motores eléctricos, toda la potencia que requieren para realizar su función en forma Óptima, es decir, estos elementos o dispositivos electrónicos deberán aplicarle el voltaje proveniente de las baterías a los motores, además de soportar toda la corriente que demanden durante su operación. Estos circuitos van a activarse de acuerdo a las señales enviadas por el sistema mínimo, de acuerdo a la lógica establecida en el programa de control, para recibir las señales mencionadas, esta etapa deberá contar con circuitos capaces de acoplar una señal lógica, como la proveniente del sistema mínimo, con los circuitos de potencia, cuya función se describe posteriormente.

2.1.1 Selección de motores.

Con los datos obtenidos en la sección 1.2.3, donde se explica el tipo de motor que es el más indicado para la tracción del vehículo, se busca en tablas de fabricantes, el motor más próximo al que se calcula, los datos son los siguientes:

Voltaje 12-20 V. Corriente .5-5 Amp. Torque 0.85841 Kg*m = 1192.1 1 on*in

Con estos datos se encontraron varias opciones, la primera es simplificar el trabajo mecánico utilizando un motor a pasos, y el fabricante AMERICAN PRECISION INDUSTRIES6, tiene uno con las características deseadas, el motor seria el modelo 42D-112-12, con las siguientes características (hoja técnica, apéndice I)

Res./Ph (Ohms) 0.6 I

Como se observa, algunos valores están por debajo de las características deseadas, pero otras están por arriba, la principal razón por no utilizarlos es el costo y la demora de traslado.

Servo System co. catalog.

Por esta razón se opto por el servo motor de la SERVO SYSTEM CO'., modelo #WGYMN-4200, cuyas características se encuentran en la hoja técnica del apéndice I, en el mercado mexicano existe un motor equivalente de la empresa TOSHIBA', con las siguientes características: Voltaje 20 V. Corriente 2 Amps. RPM 203, con reductor. RPM 3600 sin reductor.

Este motor es el que más se acerca a los requisitos que se requieren para el

Solo basta mencionar que el motor ideal es el primero que se citó, por lo que recomendamos si en algún momento se quiere reproducir este prototipo, es el de tomar en cuenta esta recomendación.

desarrollo de este prototipo.

2.1.2 Driver para motor de CD.

De acuerdo al precedente establecido en el punto 2.1, se diseña el circuito, necesario, utilizando para ello básicamente dos tipos de dispositivos electrónicos, transistores de potencia Complementarios, y circuitos optoacopladores.

AI mencionar a los transistores de potencia complementarios, nos referimos a aquellos transistores que tienen las mismas características eléctricas, tales como: corriente de colector, voltaje base emisor, corriente de base, parámetro beta, potencia disipada, etc. Pero que uno es de tipo NPN y el otro de tipo PNP.

Los circuitos optoacopladores por su parte, cumplen la función de recibir las señales de control provenientes de las etapas previas, y basándose en esa señal se proporciona el voltaje necesario para el disparo de los transistores y con ello se presenta la activación de los motores eléctricos.

El circuito electrónico que incorpora los elementos anteriormente descritos y que cumple con los requerimientos, es el llamado circuito H, que utiliza cuatro transistores con sus respectivos elementos para el disparo, y recibe su nombre de la forma esquemática de representarlo. Con este tipo de circuito se obtiene el control necesario para cualquier tipo de operación deseada para los motores, tales como son arranque, paro, giro a favor de las manecillas del reloj y giro en contra de las manecillas del reloj, eligiéndose cada una de ellas mediante la aplicación o interrupción de una señal eléctrica en un punto específico.

La función que realizan los transistores dentro de este circuito, es la interrupción electrónica, función que como su nombre indica, permite o impide el paso de una

' o p Cit üp cit

- 7 2 .

VGA - 'FRAM"

corriente eléctrica en forma similar a cualquier interruptor de tipo mecánico, el adjetivo "electrónico" se refiere precisamente a la capacidad que tienen de ser activados por una señal de este tipo. AI trabajar en esta configuración, el transistor opera en los estados ~

de corte y saturación; estos estados se pueden definir brevemente de la siguiente manera.

Estado de Saturación: Está determinado por la presencia de un voltaje de entrada, aplicado a través de una resistencia a la base del transistor, en este estado, se puede considerar que el transistor pone en corto circuito sus terminales de colector y emisor, siendo posible activar una resistencia de carga conectada entre sus terminales, este estado es el equivalente al de un interruptor cerrado.

Estado de corte: Se presenta en el transistor cuando no existe un voltaje de entrada aplicado a su terminal de base, en este estado las terminales de colector y , emisor están abiertas impidiendo el paso de la corriente eléctrica y desactivando la resistencia de carga conectada entre ellas, es el estado equivalente al de un interruptor mecánico abierto.

El uso de los transistores presenta algunas ventajas sobre los interruptores mecánicos convencionales taies como: A) NO tienen partes móviles, por tanto no sufren desgaste y pueden operar un numero ilimitado de veces. B) El transistor como interruptor es mucho más rápido que un interruptor convencional. C) El transistor como interruptor no presenta la señal de rebote inherente de los interruptores mecánicos. D) cuando un transistor como interruptor acciona una carga inductiva, no se produce arco al momento de la desconexión.

"

Sin embargo el uso del transistor como interruptor presenta una desventaja considerable; ésta es, que no puede saturarse hasta el punto de que el voltaje colector- emisor sea absolutamente cero'. La~mayoría de los transistores de silicio para pequeña señal tiene un voltaje de saturación colector - emisor de alrededor de 0.5 V, pero para valores altos de voltaje y corriente de carga tiende a aumentar. Esta situación es tomada en cuenta durante la realización de los Cálculos; mismos que se presentan más adelante, dentro de esta sección.

"

El diagrama eléctrico correspondiente a este circuito, se muestra en la figura siguiente, y es el mismo que se usó para la construcción de la etapa de potencia.

CNAD - MECATR6NICA VGA - "FRAM" i

INTERFACES

( 3 1 1. Inverso 2. Frente 3. Inverso

Figura 2.1.2.1 Circuito de Potencia del VGA.

Es importante hacer notar que este circuito se construyó duplicado, es decir se elaboraron dos tarjetas de circuito impreso, una para el control del motor derecho y otra exactamente igual que la primera para el control del motor izquierdo.

Para la construcción de este circuito se determinan los elementos a utilizar, por medio del siguiente análisis, empleando los datos disponibles.

Datos del motor: Voltaje aplicado, Vcc = 12 V. Impedancia de los devanados: RL = 2.5 Q.

Aplicando la ley de Ohm, obtenemos la corriente de colector, para los transistores en saturación.

vcc 1, = - RI.

Sustituyendo los datos en la ecuación anterior, obtenemos el valor de la

Después de haber obtenido el valor de .la corriente de colector, consideramos un factor de seguridad igual a 3, este factor se multiplica por el valor de la corriente de colector para conseguir un margen suficiente, en lo que a capacidad de corriente del transistor se refiere, se hace notar que este factor de seguridad, se aplica convencionalmente en el diseno de todos los tipos de circuitos electrónicos y

corriente de colector. IC = 4.8 Arnpers.

- 14 -

CNAD - MECATR6NICA VGA - TRAM’

Encapsula Corriente Voltaje do De colector Colector

Max. Emisor Off TO3 16 A 100 v

principalmente en los circuitos de potencia con el objetivo de obtener un margen de confiabilidad en el funcionamiento del transistor aun en situaciones criticas.

I , = I , x 4 = 14.4A

Voltaje Ganancia Máxima Colector De Potencia

Corriente Disipada 3 v 4000 150 W

Cia. Phillips. Manual ECG ST Malaya.

9

10

- 1 5 -

CNAO ~ MECATFdNlCA VGA - 'FRAM"

La ecuación correspondiente para calcular la resistencia de base se presenta a continuación.

En esta ecuación, V, es el voltaje de entrada tomado de una fuente independiente con un valor de 5 voltios, y que se aplica al colector del optoacoplador y de aquí a través de Rb a la base del transistor de potencia; Vbe es la diferencia de potencial que hay entre la base y el emisor de un transistor cuando esta en el estado de saturación, éste es un valor conocido y para todo transistor de silicio es de 0.7 voltios, en este caso y debido a que en cada rama hay dos transistores, se debe considerar que Vbe=l .4 voltios. Así el valor de Rb se determina de la siguiente forma.

Determinamos que comercialmente no existe una resistencia con un valor de 3000 Ohms, ante esta situación se determina utilizar una resistencia con un valor de 2700 Ohms, ya que este valor ligeramente inferior asegura la condición de saturación del transistor sin afectar ninguna de sus características.

Por seguridad se establece que el dispositivo destinado a proporcionar la corriente de base para el transistor de potencia, que en este caso se trata del optoacoplador, debe tener una capacidad de corriente 3 veces mayor a la requerida, así que calculamos ese valor por medio de la siguiente ecuación.

Iopto = 3~ Ib = 3~ 1 . 2 d = 3.6mA

Por dato del fabricante conocemos que el dispositivo seleccionado, el circuito integrado MCT2E". es capaz de sopoitar una corriente máxima de 50mA, determinamos entonces que tiene la capacidad suficiente para desempeñar la función requerida

"ST Malasya.

-76-

CNAO - MECATR6NICA VGA - "FRAM"

2.2 Control por Joystick.

El control manual del VGA "F RAM, es decir los desplazamientos básicos hacia el frente, atrás, izquierda y derecha, se diseñan y construyen para efectuarse por medio de un joystick (palanca de mandos), del tipo utilizado en los videojuegos, y se implementa como la primera etapa de control en la realización de este prototipo.

Uno de los principales motivos para proporcionarle este tipo de control al AVG, es el de integrarle una forma de gobernar sus movimientos, en todos aquellos casos cuando no se encuentre trabajando controlado por el sistema mínimo, estas situaciones se presentarían al trasladarlo para su revisión y mantenimiento, para pruebas de los sistemas mecánicos y de los circuitos de potencia, cambio en sus áreas de actividad (rediseño de vías), etc.

2.2.1 Diseiío.

Así el diseño de este circuito se lleva a cabo, tomando en cuenta las siguientes consideraciones:

*El joystick consta de cuatro contactos normalmente abierto, y durante su operación se puede activar más de uno en forma simultánea. Los cuatro contactos del Joystick se consideran las cuatro variables de entrada estableciendo con cada una de ellas la dirección que deberá tomar el AVG al activarse el contacto respectivo, de acuerdo a la siguiente definición. L = Left, desplazamiento hacia la izquierda; F = Front, desplazamiento frontal; B = Back, desplazamiento hacia atrás; R= Right, desplazamiento hacia la derecha (ver figura 2.2-1).

*A los contactos normalmente abiertos se les agrega un circuito Pull-up para establecer en su posición normal el valor de 1 lógico. El circuito tiene que discriminar aquellos estados en que más de un contacto del joystick se encuentre activado, es decir al darse esa situación, todas las señales de salida deberán asumir el estado de cero lógico.

*Se establecen 4 salidas para el circuito; Motor derecho en giro normal (MD+); Motor derecho en giro inverso(MD-), Motor izquierdo en giro normal (MI+); Motor izquierdo en giro inverso(M1-).- Los valores lógicos para las salidas son: Desplazamiento hacia el frente, MD+ = 1; MD- = O; MI+ = O; MI- = 1. Desplazamiento hacia atrás, MD+ = O; MD- = 1; MI+ = 1; MI- = O. Desplazamiento hacia la derecha, MD+ = O; MD- = O; MI+ =I; MI- = O. De acuerdo a la tabla siguiente:

-77-

VGA ~ 'FRAM" CNAD ~ MECA JRbNICA

I A I l l 1 1 1 1 n I 0 1 O 1 O . . 13 11 7

Tabla 2.2.1 Estados lógicos del circuito de control por Joystick

- 1 1 O 1 O 1 1 O 1 O 1 1 1 O O 1 O 1 1 I . 1 O O O

Por medio de Mapas de Karnaugh, determinamos las ecuaciones lógicas para estas cuatro funciones de salida dando como resultado las siguientes:

MD+ = LF'BR + L'FBR. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .I *MD-=LFBR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

MI+ = LFBR' + LFB'R. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 *MI-=LF'BR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

En este punto, es conveniente establecer que de acuerdo a la simplicidad de las ecuaciones, es posible obtener estos resultados solamente por inspección de la tabla de estados.

2.2.2 Construcción.

A continuación se presenta el diagrama obtenido a partir de estas ecuaciones, mismo que se aplicó en la construcción del circuito de control por joystick.

F= DE FRENTE B= REVERSA R= DERECHA

MD+ MD- MI+ MI- -

Fig. 2.2.1 Diagrama lógico del circuito de control por joystick

El circuito se implementa utilizando circuitos integrados de la serie 74LSXX, es sabido que este tipo de circuitos consume más potencia que sus equivalentes de la serie CMOS, pero en este caso no representan un gasto significativo, dada la

-78-

VGA - "FRAM" CNAD - MECATRdNlCA

capacidad de las baterías con que será equipado el VGA, además, los circuitos de la serie TTL, presentan varías ventajas que los hacen los más comiinmente usados en la construcción de circuitos lógicos sencillos, estas ventajas son: fácil obtención, económicos, fácil manejo, compatibilidad con'otros circuitos de diversas características.

- 7 9 -

CNAD ~ MECATRbNlCA VGA ~ ‘FRAM“

2.3.- Sistema mínimo Z80.

Para controlar el funcionamiento del VGA “FRAM, se utiliza un sistema mínimo que tiene como CPU un microprocesador 280, este sistema mínimo nos fue proporcionado por el CNAD y está diseñado de tal forma que se tenga un fácil acceso a los puertos de entradalsalida de la PPI o Z8OPIO que trae incorporada.

2.3.1.- Descripción del sistema mínimo.

La figura del apéndice D, nos muestra el diagrama del sistema mínimo, como se puede observar, cuenta con una R O M , una RAM, dos puertos programables un PPI8255 y un Z8OPIO. un microprocesador 280, además de algunos dispositivos que nos permiten tener comunicación a través de un puerto serial con una PC. Este último dispositivo nos permite que se realice el programa a ejecutar por el Z8OCPU en una PC compatible y a través de un programa monitor enviar dicho programa a la memoria RAM del sistema mínimo y desde allí ejecutarlo.

La programación de los puertos programables, se realiza a través del programa que se ejecuta en esos momentos de tal forma que tenemos la libertad de usarlos como mejor se adapte a nuestras necesidades, es decir, podemos programar parte o todos ellos como entradas o salidas.

Dado que el VGA será totalmente independiente de controles externos, cuando este funcione de manera automática, se debe prescindir de la comunicación del sistema mínimo con la PC. Para este efecto, la memoria R O M se grabará con el programa que se ha diseñado para controlar el funcionamiento del VGA. Así, cada vez que se inicie el trabajo del VGA, ya se tendrá el programa de control sin necesidad de tener que enviar algún nuevo programa.

Los datos que se deben guardar durante el funcionamiento del VGA, se colocan en las localidades disponibles de la memoria RAM. Cuando el sistema mínimo es apagado o desenergizado, los datos de la RAM se pierden y por lo tanto todo el sistema se reinicializa.

2.3.2.- Ensamble del sistema mínimo.

Como ya se mencionó antes, el sistema mínimo nos fue proporcionado por el CNAD, y por lo tanto únicamente se ensamblaron los elementos necesarios para su funcionamiento. La secuencia para el ensamble de componentes fue la siguiente: primero se instalan todas los zócalos para los circuitos integrados y elementos discretos como son: capacitores, diodos, resistores, etc. En segundo lugar, se instalan los conectores en ángulo para el cable plano. Y por último, se montan los circuitos integrados necesarios y el cristal piezoeléctrico que genera la señal de reloj para el sistema.

- 8 0 -

CNAD ~ MECAl'RoNlCA VGA- TRAM"

2.3.3.- Pruebas.

para verificar SU funcionamiento, se elaboraron programas Sencillos 10s cuales únicamente tenían como propósito, enviar datos a los puertos tanto de la PPI8255 como del Z80PIO. La observación de los datos de salida se realizó con un multímetro digital colocado en la terminal correspondiente.

2.4 Sensores.

Todo equipo mecatrónico, para poder definirse como tal debe de cumplir ciertas características, dentro de las que se encuentra el hecho de ser Capaz de interactuar con el mundo real, de manera simiiar a como lo hace el cuerpo humano y en general todo ser vivo, a través de los sentidos. De esta forma el vehículo FRAM debe de contar entre sus elementos a aquellos que le permitan conocer las condiciones del medio que le rodea, al menos las condiciones que de una u otra forman puedan interferir con su funcionamiento.

Analizando la forma en que funciona el VGA (ver sección correspondiente) se hace patente la necesidad de rastrear la presencia o ausencia de una línea guía, misma que hace las funciones de una via de ferrocarril, debe ser capaz de detectar obstáculos, y debe también poder determinar si tiene el espacio suficiente a su alrededor para poder desplazarse con libertad y seguridad. Para poder llevar a cabo estas funciones se determina el uso de sensores, que son los dispositivos encargados de recibir las variables físicas provenientes del mundo real, convertirlas a señales eléctricas y transferirlas para su procesamiento en etapas posteriores.

Los sensores utilizados en la construcción de este prototipo pueden agruparse básicamente en tres grupos.

Sensor fotoeléctrico refiectivo difuso. Sensor fotoeléctrico de tipo emisor-receptor. Interruptores de límite.

A continuación se presenta una breve descripción de cada uno de ellos, así como un análisis de su funcionamiento.

2.4.1 Sensor Fotoeléctrico Reflectivo Difuso.

Los sensores fotoeléctricos reflectivos difusos, son aquellos que basan su funcionamiento en la emisión de un haz de luz infrarroja, este haz de luz es reflejada por cualquier objeto que se encuentra delante del sensor, lo cual hace que el haz de luz regrese al mismo sensor del que partió, y al ser detectado se establezca que existe un objeto dentro del radio de acción del sensor, este funcionamiento se ilustra en la figura 2.4.1 dentro de esta misma sección.

CNAD - MECATR6NlCA VGA ~ 'FFAM"

Haz de luz

Sensor Haz de luz emitido. Obstáculo

Figura 2.4.1 Funcionamiento del Sensor Fotoeléctrico Reflectivo Difuso.

El VGA FRAM utiliza tres de estos sensores, dos de ellos con las mismas características y que se encuentran ubicados en cada uno de los flancos del vehículo, y el tercero que cuenta con un poco más de alcance, y es el encargado de detectar los obstáculos que se encuentren al frente del vehículo. Las características eléctricas de estos sensores se presentan mas adelante.

Para determinar el tipo de sensores a emplear en los costados del vehículo se consideró que la función de estos será la de detectar cualquier objeto que impida el desplazamiento circular del vehículo, movimiento que tiene que realizar en el momento de cambiar de dirección en cualquier sentido, tomando en cuenta que el diámetro del cuerpo del vehículo es de 50 centímetros, se establece que la distancia extra que necesita para realizar los movimientos arriba descritos es de 25 centímetros, por lo que se emplea el sensor marca OMROM, modelo E3F2, que tiene un alcance nominal de detección de 30 centímetros cuyo esquema y características se presentan a continuación.

CABLES

CONEX16N 0 CUERPO DEL SENSOR

Figura 2.4.2 Sensores utilizados en los costados del VGA.

- 82-

CNAD - MECATRbNICA VGA - “FRAM” 1

La forma de conectar este sensor se detalla en la siguiente sección. Las características principales del sensor mostrado en la figura anterior son las que a continuación se detallan‘*.

Tensión de Alimentación: de 10 a 30 Vcc. Distancia de detección nominal: 30 centímetros. Distancia de detección máxima: 40 centímetros. Tamaño del objeto detectable: 56 mm mínimo. Corriente de salida: 1 O0 mA máximo. Tensión de salida: O voltios sin objeto detectable

Tensión de alimentación con Objeto detectable.

Para el frente del vehículo, considerando que esa será la dirección de circulación normal, es decir será la dirección en la cual el vehículo circulará mas comúnmente y por lo tanto la dirección en la que habrá mas posibilidad de encontrar obstáculos, se utilizan sensores de mayor alcance con relación a los instalados en los costados del vehículo. De esta forma se selecciona un sensor de la marca OMROM, modelo E3S. El esquema se muestra a continuación.

CABLES DE CONEXION CUERPO DEL SENSOR

Figura 2.4.3 Sensor utilizado en el frente del VGA.

Las características básicas de este tipo de sensores se describen a contin~ación’~.

Tensión de Alimentación: de 10 a 30 Vcc. Distancia de detección nominal: 70 centímetros. Distancia de detección máxima: 80 centímetros. Tamaño del objeto detectable: 56 mm mínimo. Corriente de salida: 100 mA máximo. Tensión de salida: O voltios sin objeto detectable

Tensión de alimentación con .r Objeto detectable.

I’ Datos tomados de la hoja ticnica del sensor. I’ Datos de la hoja tecnica del sensor.

- 83 -

CNAD - MECATRdNICA VGA - 'FRAM"

Una nota importante con relación a los dos modelos de sensores anteriormente descritos es la forma de conectar sus tres terminales, su identificación es completamente sencilla por el hecho de determinar el color del recubrimiento de cada una, de la manera siguiente

1. Color café: 2. Color rosa: 3. Color azul: 4. Color negro:

Conexión a Vcc. Conexión a GND. Conexión a GND. Terminal de salida.

Cuando el sensor se encuentra conectado en la configuración anteriormente indicada, asumirá en su terminal de salida un nivel de cero voltios, cuando no detecte ningún obstáculo, y un nivel de voltaje igual a la tensión de alimentación, cuando algún objeto sea detectado. El diagrama eléctrico del circuito de polarización de estos sensores se presenta en la sección 2.5

2.4.2 Sensor Fotoeléctrico De Tipo Emisor-Receptor.

Los sensores de tipo emisor-receptor, son muy similares a los descritos en la sección anterior, siendo una de las principales diferencias entre ellos, las de que en este tipo la parte emisora esta claramente separada y diferenciada de la sección receptora, aún cuando en conjunto se encuentren dentro de un mismo encapsulado. Otra diferencia, la encontramos en la aplicación que se les da dentro del prototipo VGA; ya que los sensores de tipo reflectivo difuso se utilizan para detectar la presencia de obstáculos, mientras que los de tipo emisor-receptor se utilizan para detectar la presencia de una línea guía y de esta forma permitirle al vehículo desplazarse a lo largo de ella, por lo que dentro de este prototipo reciben el nombre de sensores de piso.

El VGA utiliza dos sensores de este tipo, cada uno de los cuales está formado por un emisor, provisto por un diodo emisor de luz infrarroja, y un fototransistor que se activa también por medio de luz infrarroja. El funcionamiento de los sensores se basa en la emisión de un haz de luz, la reflexión y el análisis del mismo, es decir, el diodo emisor de luz, lanza el haz infrarrojo, este haz de luz incide sobre una superficie a corta distancia del emisor, la luz es reflejada por la superficie e incide sobre el fototransistor, la intensidad de la luz reflejada determina el nivel de saturación del transistor, y con ello el nivel de la tensión de salida, si el sensor se encuentra sobre una superficie de color claro, ésta reflejará gran cantidad de luz y por lo tanto, el fototransistor será saturado en forma intensa, por el contrario, si el sensor se encuentra sobre una superficie de color obscuro, la luz reflejada será débil y con ello el fototransistor no alcanzará a saturarse completamente dando en su salida un nivel de tensión bajo, analizando los niveles de tensión a través de una etapa previa podemos determinar si el sensor se encuentra dentro o fuera de la línea guía, y con ello se establece si el vehículo sigue la trayectoria correcta, o si es necesario corregirla. Un esquema simplificado de este tipo de sensor se muestra en la figura siguiente:

CNAD - MECATRbNlCA VGA - *FR4M’

Figura 2.4.4 Esquema Físico de los Sensores Foto reflectivos tipo Emisor-Receptor.

En el esquema anterior, las terminales A;K identifican al hnodo y cátodo del diodo emisor de luz infrarroja, respectivamente, y las terminales C;E identifican al colector y al emisor del fototransistor, respectivamente. El diagrama eléctrico, así como los componentes externos necesarios para la polarización de este dispositivo se muestran en la figura siguiente:

SENSOR IZQUIERDO SENSOR DERECHO

ALAETAPADE COMPARACION

RECEPTOR EMISOR . Figura 2.4.5 Diagrama Eléctrico de Conexión de los Sensores de Piso.

2.4.3 Interruptores d e Límite.

Otro elemento de detección utilizado por el VGA FRAM. es el llamado interruptor de límite, no es un sensor propiamente dicho, pero se in&en c x t r o de esta sección porque también realizan la función de enlace entre los sistemas de control del prototipo y el mundo real.

Los interruptores de limite, como su nombre Io indica, son interruptores mecánicos que abren y/o cierran sus contactos al aplicarles una fuerza externa. Estos dispositivos constan habitualmente de tres contactos, uno de los cuales es el punto común de conexión, otro de ellos es un contacto normalmente abierto (NA), es decir que se cierra al activarse el interruptor, y el contacto restante es normalmente cerrado (NC), es decir que se abre al activarse el interruptor, además, de contar con una pequeña palanca que es la que activa los contactos. El aspecto físico de estos interruptores se muestra en la figura siguiente:

CONTACTO COMÚN

Figura 2.4.6 Aspecto físico de los Interruptores de Límite.

Debido a que estos contactos necesitan de una fuerza física para activarse, se utilizan en el VGA para detectar los choques del vehículo con cualquier tipo de objeto, se encuentran ubicados en la patte frontal, y en cada uno de los lados del VGA, además de determinar la posición inferior y superior del sistema de elevación. Considerando que tienen que transferir informaci6n al sistema mínimo, se emplean algunos elementos extras para tal fin; el diagrama eléctrico del circuito utilizado para ello se muestra a continuación:

5v

P TIEMPO DE CARGA DEL CIRCUITO

T = R x C

R = Valor del Resistor en Ohms = 390.

C =Valor del Capacitor en uFaradios = 0.01.

T = 390 Y 0.01 = 0.000039

T = 0.39 mili segundos,

AL SISTEMA MINIM0

O. l u F /T+:q INTERRUPTORES DE LIMITE

- -

Figura 2.4.7 Diagrama Eléctrico Del Circuito De Acoplamiento De Los Interruptores De Límite.

- 8 6 -

CNAD - MECATRbWCA VGA - *FRAM"

1

2.5 Interface con sensores y actuadores

Se diseñó un subsistema que tiene como objetivo, el conjuntar en una sola tarjeta de circuito impreso todas las señales tanto de entrada como de salida e interconectarlas cuando as¡ sea requerido. A este subsistema se le denomina interface con censores y actuadores, o sencillamente interface.

Como ya se mencionó, la Interface es una tarjeta de circuito impreso que contiene diversos tipos de elementos electrónicos, constituyendo etapas que pueden ser independientes entre sí o pueden estar relacionadas, de acuerdo a las necesidades y según el funcionamiento del VGA.

En esta sección se describen los componentes de cada una de las etapas que confonnan la Interface, incluyendo sus diagramas eléctricos, características, as¡ como su función dentro de este subsistema.

2.5.1 Sensores Fotoeléctricos Reflectivos Difusos

El VGA emplea 3 sensores fotoeléctricos mismos que se detallan en la sección correspondiente. Estos sensores necesitan para su operación una polarización de 12 Vcd, una conexión a tierra, y un punto de conexión para entregar su señal de información. Esta señal de información es recibida con un nivel de 12 Vcd y debe ser acoplada como una señal de entrada al sistema mínimo, para lo cual debe tener un nivel de 5 Vcd, esta reducción del nivel de voltaje se consigue por medio de un circuito optoacoplador, ofreciendo al mismo tiempo la ventaja de aislar eléctricamente los sensores de las etapas posteriores y viceversa funcionando como una protección de sobrecorriente. El diagrama eléctrico de esta etapa se muestra a continuación:

12 5 GND

L SENSOR OUT

Uik -

Fig. 2.5.1. Acoplamiento para los Sensores Fotoeléctricos Reflectivos

El circuito optoacoplador (también conocido como optoaislador) utilizado en la construcción de la etapa de censado y en general en las demás etapas en que se

requería esta función, es el circuito integrado MCT2E, cuya configuración se muestra en el diagrama de la figura anterior y su funcionamiento se describe brevemente, enseguida:

De acuerdo a la estructura del circuito integrado, misma que se aprecia en la figura, podemos observar que consta en la entrada de un diodo emisor de luz (LED), y su salida esta provista por un fototransistor npn, así, la señal de entrada se aplica a la terminal positiva del diodo (ánodo), a través de una resistencia limitadora, la terminal negativa del diodo (cátodo), se conecta directamente a tierra, cuando el nivel de la seiial de entrada es alto (12 Vcd), el LED se enciende y satura al fototransistor, cuyo colector está conectado directamente a Vcc, lo cual provoca el paso de una comente por una resistencia, tomando de esta misma, el nivel de señal de salida igual a 5 Vcd.

2.5.2 Interruptores de Límite (LSW).

Los interruptores de límite son usados dentro de este prototipo para monitorear en todo momento el estado de diferentes partes mecánicas, sujetas a movimiento, de tal manera que al activarse le den a conocer a la etapa de control que se debe realizar alguna acción, de acuerdo a la condición presente. Los interruptores de limite no pueden ser conectados directamente a las entradas del sistema mínimo, ya que provocan oscilación en la señal, oscilación conocida como ruido eléctrico y que es provocada por el efecto de rebote inherente a todos los interruptores de tipo mecánico.

El objetivo de esta etapa es pues, el de proveer un sistema de interconexión entre los interruptores de límite y el sistema mínimo, eliminando el efecto de rebote y entregando una salida con nivel lógico, esto es cero o cinco voltios. Lo anterior se consigue utilizando un circuito inversor - supresor de ruido, constituido por un arreglo de resistencias, capacitores y una compuerta inversora del tipo Schmith Trigger'4, todos estos elementos interconectados de acuerdo al diagrama de la figura siguiente.

5v

Fig. 2.5.2 Circuito Inversor - Supresor de ruido.

op cit.

2.5.3 Emisor - Receptor Infrarrojo

El VGA tiene incorporado un circuito receptor, el cual se activa cuando detecta una señal de luz infrarroja emitida por un equipo independiente, esta etapa tiene como objetivo permitir la interacción del vehículo con otros elementos dentro de una celda de producción automatizada.

Para acoplar la señal proveniente de los equipos externos con el sistema mínimo, es necesario utilizar un circuito comparador de voitajes, lo que hizo a través de un amplificador operacional (circuito integrado MC1458 de 8 terminales). El diagrama' utilizado para la implementación de esta etapa se muestra a continuación.

5 V CD. CIRCUITO INDEPENDIENTE

Fig. 2.5.3 Diagrama etéctrico del Emisor - Receptor Infrarrojo.

La red formada por R1 y R2 establecen en su punto intermedio un nivel de 3 voltios aproximadamente, el cual se conecta a la entrada no inversora del amplificador operacional (terminal 3 del C:l), esta señal tiene que ser mayor que el nivel menor de la señal de información, y menor que el nivel mayor de la misma. La señal de información se obtiene a partir de la red formada por R3 y el fototransistor, cuyo colector se conecta a la entrada inversora del amplificador operacional (terminal 2 del CT). Esta configuración permite que la señal de informacion obtenida de fototransistor tome uno de los dos valores siguientes Vi ,,,in< 1 voltio, cuando no se recibe la señal infrarroja, y Vimax =V, cuando se recibe dicha señal, mientras el comparador de voltaje reciba la señal baja, su salida (terminal 1 del C.I.) permanecerá en nivel bajo, cuando la señal de entrada sea alta, la salida también asumirá el nivel alto.

Lo anterior provoca que cuando la señal de luz infrarroja sea detectada por el circuito, el sistema mínimo del VGA recibirá como señal un 1 lógico, y cuando no se detecte la luz infrarroja el sistema mínimo recibirá un cero lógico.

CNAD - MECATR~NICA VGA ~ TRAM"

2.5.4 Lógica para selección de control.

Por las razones que se exponen en los puntos correspondientes, el funcionamiento del VGA, puede ser controlado de dos formas diferentes, manual y automáticamente, en el modo manual, el control es a través de un joystick mientras que en el modo automático el funcionamiento se rige por medio del sistema mínimo.

El objetivo de esta etapa electrónica es el de proporcionar un medio para seleccionar entre los dos tipos de control mencionado; además, considerando que hay momentos dentro del funcionamiento del vehículo en los que se requiere desplazamiento a baja velocidad, este circuito debe ser capaz de seleccionar la velocidad a aplicar, entregar los pulsos de PWM necesarios para el funcionamiento en baja velocidad y proporcionar la señal para la dirección que deberá seguir el VGA.

Por todo lo anterior, se establece que el circuito tiene la capacidad de recibir 4 señales de entrada, seleccionarlas de acuerdo a la lógica establecida y entregar 4 señales de salida, 2 para cada uno de los motores.

Para conseguir un circuito de tales características comenzamos primero definiendo una función que seleccione entre la señal de automático o manual, y que además en el momento de estar presente ambas señales, la salida de esta parte deberá asumir un nivel bajo, es decir, cero lógico. AI describir esta necesidad, inmediatamente se observa que la función puede ser resuelta de manera práctica por una compuerta o exclusiva.

Otra parte del circuito deberá realizar la conjunción de la señal de PWM, con la señal correspondiente a la orden de aplicar la velocidad baja, se resuelve esta función proporcionando las dos señales como las entradas de una compuerta y (AND), la salida de esta compuerta a su vez es una de las entradas a una compuerta o exclusiva, cuya otra entrada representa el bit que marca la dirección en la que deberá moverse el vehículo, la salida de la compuerta significa la señal para trabajo en modo automático, y se combina con la señal de trabajo en modo manual en otra compuerta o exclusiva, por las razones explicadas en el párrafo anterior. A continuación se muestra-el diagrama del circuito utilizado para implementar esta función; el arreglo lógico se repite cuatro veces, una por cada punto de control para los motores.

BV - DIR -* JOY - 0-0 I - 0-0

D

BV= Baja velocidad (del Sist. Mínimo). Mlnimo). JOY = Orden del joystick (de la tarjeta del Joystick).

DIR = Señal de dirección. (del Si%

Fig. 2.5.4 Arreglo Lógico Para Control de Motores.

CNAD - MECATRONICA VGA - 'FRAM' I

2.5.5 Enlaces.

En esta tarjeta de componentes electrónicos, se proporcionan los elementos necesarios para establecer el enlace entre otras etapas que entregan o reciben señales del sistema mínimo; tal es el caso de la señal proveniente de la etapa de comparación y de la señal de reloj, ya que solo usan la tarjeta como un medio de interconexión.

, -91 -

CNAD - MECATR6NICA VGA - "FRAM'

2.6 Control del Sistema de Elevación.

El vehículo guiado automáticamente, dentro de sus funciones, tiene la propiedad de interactuar con otros mecanismos dentro de una celda de manufactura automática en funciones tales como el transporte de piezas de trabajo, herramientas, accesonos, etcétera, para lo cual dispone de una plataforma móvil, ubicada en su parte superior que tiene la capacidad de elevarse sobre el nivel máximo del vehículo, en el momento en que debe recibir cualquier pieza, y descender hasta su nivel normal, para realizar cualquier tipo de movimiento, para realizar esta. función se requiere que el equipo externo indique el a través de una señal de luz infrarroja, el momento en que entregará la pieza, además hace necesaria la aplicación de un mecanismo de tipo piñón-cremallera por medio del cual se realice la elevación de la plataforma y la aplicación de un motor eléctrico que le proporcione la fuerza necesaria para efectuar dicho movimiento, y este motor a su vez requiere su propio circuito de control, En esta sección se describe el funcionamiento de los componentes eléctricos y electrónicos empleados por el sistema de elevación.

2.6.1 Motor Eléctrico Para el Sistema de Elevación.

Para realizar la función de elevación y descenso de este sistema se requiere que el motor empleado gire a una velocidad baja, que tenga la potencia suficiente para poder desplazar en forma vertical una masa de 1 kilogramo y además que una vez que haya sido elevado, no se deslice hacia abajo por efecto de la gravedad.

Después de realizadas varias pruebas, se determinó utilizar un motor de comente continua el cual tiene acoplado un sistema de engranajes para reducir su velocidad de giro, lo que a su vez le proporciona una gran potencia mecánica. Los datos eléctricos de este motor son los siguientes:

Marca Globe Motors.

Comente a plena carga 400 mili ampers Tensión de Alimentación 12 vcc.

20 RPM. Velocidad de giro con el reductor

2.6.2 Control Electrónico del Motor Para el Sistema de Elevación.

Las señales electrónicas que proporcionan las ordenes de giro, paro y giro inverso para el motor del sistema de elevación provienen directamente del sistema mínimo, por lo cual no tienen la potencia eléctrica necesaria para alimentar al motor, dada esta situación es necesario aplicar una interface entre las dos etapas mencionadas, esta interface debe ser capaz de recibir las

- 92 -


b

señales provenientes del sistema mínimo, para que a su vez alimenten a un circuito de potencia que al find será el encarga de activar y desactivar el motor elécírico.

La interface mencionada se diseña utilizando como elementos de entrada a dispositivos optoacopladores, y como elemento de salida a un circuito integrado con matricula comercial LB1641 cuyos datos técnicos se y descripción se proporcionan más adelante dentro de esta misma sección.

Los circuitos optoacopladores con matrícula MCT2E, se utilizan en varias etapas de este proyecto, con igual propósito al de esta etapa, su funcionamiento se describe brevemente de la siguiente manera. La señal de entrada del circuito sirve para activar un diodo emisor de luz, cuya emisión fotónica sirve para llevar al estado de saturación al transistor en la salida de circuito mencionado, la señal de salida se obtiene directamente del emisor que a su vez va conectado al nivel de cero voltios a través de una resistencia limitadora. El diagrama eléctrico completo de este circuito de control se muestra en la figura siguiente.

Figura 2.6.1 Diagrama eléctrico del Circuito de Control del Sistema de Elevación.

El circuito integrado utilizado para proporcionar potencia eléctrica al motor(LB 1641) es del tipo monolítico de diez terminales y encapsulado en una sola línea, trabaja con voltajes y comentes relativamente altos en su función de controlador completo para motores, esta fabricado dentro de las normas correspondientes a la familia TTL, por lo que recibe sin ningún problema las señales provenientes de cualquier compuerta lógica de la familia mencionada y también del tipo CMOS. Dentro de su configuración se dispone de dos terminales de entrada para habilitar o deshabilitar el funcionamiento del motor en forma independiente de las señales de control. Los datos eléctricos de este circuito integrado se proporcionan a continuación.

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CNAD - MECATRbNlCA VGA - " F W M "

P

Tensión de alimentación: . Señales de Control: Comente de Salida: Comente en las entradas de control:

2.5 - 30 VCC. 5 V Lógicos. 2 Ampers. 1 O0 micro ampers.

Como se puede observar de los datos, el circuito integrado es muy efectivo para el control de motores pequeños, ya que con pocos elementos externos podemos conseguir todas las funciones posibles para el motor controlado.

2.7 Etapa De Comparación Y Generación De La Señal De Reloj

Es la etapa donde se implementan los circuitos para analizar las señales provenientes de los censores de piso, y en base a ese análisis entregar la respuesta correspondiente al sistema mínimo para su procesado, además, en esta misma etapa se genera una señal del tipo tren de pulsos, a la que se denominó señal de reloj y que tiene como función la de determinar la velocidad baja de trabajo de los motores. A continuación se describen cada uno de estos circuitos.

2.7.1 Etapa de Comparación.

La etapa de comparación, se llama así por que compara una señal preestablecida (señal de referencia), contra una señal variable que puede tomar uno de dos valores posibles y que proviene de los censores de piso (señal de información), esta comparación se efectúa para determinar cuando el vehículo se desplaza a lo largo de la línea guía, o cuando circula fuera de ella (por cambio de dirección de la línea), con el fin de corregir la dirección del vehículo. De acuerdo a las características de las señales que envían los sensores de piso, y a las necesidades de la función a realizar, se establece la necesidad de utilizar un circuito amplificador operacional en su configuración de comparador de voltajes.

Tomando en cuenta que son dos las señales que provienen de los sensores de piso, necesitamos dos circuitos comparadores de voltaje, por lo que se determina emplear el circuito integrado cuya matricula comercial es LM339I5, que contiene 4 de los elementos mencionados, para la realización de la función necesitada. El diagrama eléctrico utilizado para comparar cada una de las setiales se muestra a continuación.

Is Phillips. Manual SG I

- 9 4 -

CNAD - MECATR6NICA VGA - *FR4M"

Figura 2.7.1 Diagrama Eléctrico del Circuito de Comparación.

Como podemos observar del diagrama, el circuito comparador cuenta con dos terminales de entrada y una terminal de salida, las señales de entrada se denomina entrada inversora y entrada no inversora. En este caso la señal de información se conecta a la entrada inversora y la señal de referencia se conecta a la entrada no inversora, esta configuración establece que la señal de salida del circuito será igual al voltaje de alimentación del dispositivo, siempre que el nivel de voltaje de la señal de información sea mayor que el nivel correspondiente de la señal de referencia, y que la señal de salida del circuito tendrá un valor de cero voltios, cada vez que el nivel de voltaje de la señal de información sea menor que el nivel correspondiente de la señal de referencia.

Por el tipo de funcionamiento de los censores y por la forma de polarizarlos se estableció que entreguen como señal de salida un nivel de 2 voltios, si, el vehículo se desplaza sobre la línea guía y asuman un nivel de 5 voltios, cuando el vehículo se desplace fuera de la misma, es decir sobre una superficie de color contrastante con la línea guía.

Por lo anterior tenemos como señal de información para el circuito comparador de voltajes una señal que puede tener un valor de 2 o 5 voltios, según sea el caso, para que este circuito efectúe la función de comparación debemos establecer en su entrada no inversora, una señal de referencia con un valor que sea el promedio de los dos valores de la señal de información, así se determina utilizar para la señal de referencia un nivel de 3.5 voltios, para lo cual se emplea la resistencia variable del diagrama que tiene un valor de 10 k n y que siendo del tipo trimpot, permite ajustarse a cualquier valor con una precisión de centésimas de ohm y que en este caso establecen perfectamente el valor de voltaje requerido.

A la salida de este circuito se conecta un transistor para aumentar el nivel de potencia eléctrica de la señal, de tal forma que nos permita energizar un diodo emisor de luz (LED), para visualizar las condiciones de los sensores de piso y en consecuencia


del vehículo. Así a través de estos elementos la señal de salida está preparada para acoplarse con el sistema mínimo.

2.7.2 Generación de la señal de reloj.

La generación de una señal de reloj consiste en producir una señal electrónica en la que el nivel de voltaje varíe entre cero voltios y un voltaje máximo, esta señal también recibe el nombre de onda cuadrada o tren de pulsos. La necesidad de producir esta señal surge de las condiciones de trabajo del vehículo, que le determinan a los motores eléctricos el funcionar a baja velocidad en determinadas circunstancias, la disminución de velocidad de los motores, se consigue cerrando los transistores de potencia (véase la sección correspondiente) a intervalos establecidos por la señal de reloj. Debido a la fabricación en forma comercial de diversos tipos de circuitos integrados, es de relativa facilidad generar la señal de onda cuadrada necesitada, y en este caso se utilizó el versátil dispositivo cuya denominación comercial es NE555, del cual se presenta su diagrama eléctrico en la figura siguiente.

5v tV Q-

VA555

L B RB

10k 7

l k

- A la w e l a de interfaces I6gica de control de motores

Figura 2.7.2 Diagrama Eléctrico del Circuito de Reloj

Una breve descripción del funcionamiento de este circuito es la siguiente. El capacitor C, se carga hasta el valor de Vcc mediante las resistencias externas RA y RB; el voltaje en este capacitor aumenta hasta que supera 2 Vcc I 3 ; a este voltaje se le denomina voltaje de umbral en la terminal 6 del circuito integrado y que sirve para activar los componentes internos del elemento, de manera que en la terminal de salida (3), exista un nivel de voltaje bajo, es decir, cero voltios, al mismo tiempo que otros elementos internos se combinan con la resistencia externa RB, para propiciar la descarga del capacitor, estableciendo en la terminal de salida un nivel de voltaje alto

- 9 6 -

I VGA - "FMM" CNAD - MECATRbNICA

que es igual al voltaje de alimentación del circuito, en este caso 5 voltios y dando inicio a un nuevo ciclo.

Cabe hacer notar que el circuito esta construido-proporcionando como RB una resistencia variable con lo cual se puede ajustar el valor de la frecuencia de la señal de salida, y su valor esta determinado por la siguiente

Sustituyendo valores en la ecuación anterior:

= 11.34HZ. 1.44 * = (1000+2*7800)5~10'~

La frecuencia determinada de 17.34 Hz. Es la frecuencia a la que se realizaron las pruebas, obteniéndose una reducción considerable de la velocidad de marcha del vehículo.

l6 Robert Boylestad, Elech-ónica Teoria de Circuitos.

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CNAD - MECATR6NlCA VGA - 'FRAM"

2.8 Distribución de Potencia Eléctrica.

AI hablar de una etapa de distribución de potencia eléctrica, nos referimos a todos aquellos elementos y circuitos que tienen como función proporcionarle la energía eléctrica que necesitan para su funcionamiento todos los demás circuitos de este proyecto.

Aún cuando el diseño y la construcción de esta etapa es en extremo sencilla, tiene una gran importancia dentro de los circuitos del VGA ya que todos de alguna o de otra forma estarán conectadas a ella. Además es en esta etapa donde se conectarán los interruptores principales que activarán al vehículo.

Después de conocer las características que deberá tener la etapa de distribución de potencia eléctrica, podemos analizar los elementos que formarán parte de ella.

8

a

o

o

Interruptores: Encargados de seleccionar el modo de trabajo del VGA (manual o automático), y entre las situaciones del mismo (operación o recarga de baterías). Entradas de voltaje: Son aquellos elementos que reciben la energía eléctrica proveniente de las baterías y la entregan a esta etapa para su distribucibn. Salidas de voltaje: Son los elementos propiamente encargados de proporcionar la energía eléctrica necesaria a cada una de las etapas posteriores del vehículo. Reguladores de Voltaje: Electrónicamente hablando, son los Únicos elementos activos de esta etapa, se implementa a través de circuitos integrados y su función es la de reducir el voltaje recibido hasta los niveles requeridos en aplicaciones específicas.

El diagrama eléctrico correspondiente a los circuitos que integran esta etapa se muestra en la figura siguiente.

INTERRUPTORES SELECTORES

(BATERIAS, 10 A.

Figura 2.8.1 Diagrama Electrico de la Etapa de Distribución de Potencia

VGA - "FRAM' CNAD - MECATR6NlCA

8.2.1 Reguladores de Voltaje.

Dentro de la etapa electrónica analizada en esta sección, ocupan un papel primordial 10s circuitos integrados conocidos comúnmente como reguladores de voltaje, Estos circuitos, como ya se mencionó anteriormente, tienen la función de reducir un voltaje aplicado a su entrada, hasta los niveles requeridos por circuitos específicos, por ejemplo, la reducción efectuada en este caso es de 12 a 5 voltios

Una de las grandes ventajas en el uso de estos circuitos, es el hecho de que se pueden mantener constantes los niveles de voltaje y de corriente en la salida, aún cuando existan variaciones importantes en la entrada, y suministrando una considerable cantidad de corriente, el dispositivo utilizado en este prototipo es el LM7805, cuyo esquema físico, diagrama de conexiones y características se presentan a continuación.

OUTPUT

GND 2 1 B

A

Figura 2.8.2 Esquema Físico(A) y Diagrama de Conexiones(B) de los Reguladores de Voltaje.

Características

Voltaje de Entrada:

Corriente de Salida: Voltaje de Rizo:

Voltios. Mínimo 7.5 - Máximo 20

1 Amperio Máximo. Menor de 0.1 Voltio.

I CNAD - MECATRÓNICA VGA - ‘FRAM”

2.9ProgramaciÓn del sistema mínimo.

En este apartado, se hará la descripción del programa que controla al VGA cuando este se encuentra funcionando en forma automática. A continuación se presenta tanto el planteamiento del problema como el diagrama de flujo que soluciona el problema presentado.

2.9.1 Planteamiento del problema.

En este apartado, se hará la descripción del programa que controla al VGA cuando éste se encuentra funcionando en forma automática. A continuación se presenta el planteamiento del problema y los diagramas de flujo correspondientes se encuentran en el apéndice G al final de este documento.

El VGA en su primera fase de funcionamiento, se guiará a través del sensado de una línea negra por medio de sensores ópticos de reflexión difusos. Con solo estos datos, el VGA, debe corregir su movimiento bajo las siguientes condiciones:

a) Si los dos sensores están sobre la línea, se le estará indicando al VGA que el movimiento es en línea recta, y por lo tanto, los dos motores deben avanzar de frente y a la misma velocidad. Antes de hacer la corrección, se guarda en una variable hacia donde se encuentra la línea en función de la corrección que se está realizando en este momento, el valor guardado es OOh.

b) Si solo el sensor derecho se ha salido de la línea, esto indica que la línea se encuentra a la izquierda y hay que corregir el movimiento de tal forma que una de las ruedas sirva como pivote y la otra de tracción. Así, el motor izquierdo debe detenerse o moverse más lento que el motor derecho, esto se puede hacer también haciendo girar al motor izquierdo en reversa y además lento. De las opciones anteriores, se eligió la segunda por ser la que ofrece una respuesta más suave al movimiento. El valor guardado en la variable que indica la dirección a la que se encuentra la línea es O1 h.

c) Si solo el sensor izquierdo se ha salido de la línea, esto indica que la línea se encuentra a la derecha y hay que corregir el movimiento deteniendo, avanzando lentamente o haciendo girar en reversa en forma lenta el motor derecho y el motor izquierdo avanzando rápidamente. AI igual que en el inciso anterior, se eligió la opción en la que un motor avanza mas lento que el otro para así dar una respuesta mas suave a la corrección del movimiento. El valor guardado en la variable que indica la dirección a la que se encuentra la línea es 02h.

d) Si los dos censores están fuera de la línea, se corregirá el movimiento en función del registro que contiene los datos del terreno.

El diagrama de flujo G.l del apéndice G, nos muestra la secuencia anterior.

Los sensores de la línea en el piso, el botón de arranque, los interruptores de límite superior e inferior de la pieza A21 (plataforma superior), y el sensor de indicación

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? CNAD - MECATRÓNICA VGA - 'FRAM'

O 1 2 3 4 5 6 7

de detención de movimiento de la pieza A21, introducen sus señales a través del puerto B del PPI 8255.

Sensor derecho o1 Sensor izquierdo 02 Limite inferior pieza A21 04 Limite superior pieza A21 08 Sensor de detención de movimiento de la pieza A21 10 Nousado 20 Nousado 40 Switch de arranque 80

La tabla 2.9.1 nos da la descripción de la asignación de pines de dicho puerto.

Para manejar a los motores tanto en velocidad como en dirección de movimiento se utiliza el puerto A del PPI 8255, cuatro bits se usan como dirección y los otros cuatro, sirven como control de velocidad. Este puerto está conectado directamente a la tarjeta lógica, y la designación de los pines se muestra en la tabla 2.9.2.

I Bit I Puerto B PPI 8255 1C.B. 1

Tabla 2.9.2.- Designación de los pines que controlan los motores del VGA.

La tabla 2.9.2 además de la descripción de los bits, nos muestra el código binario de cada uno de los bits usados.

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I CNAD - MECATRbNlCA VGA - “FRAW

O 1 2 3 4 5 6 7

El análisis anteriormente expuesto es solamente para el caso en que el VGA se moviera en un ambiente libre de obstáculos y sin requerimientos de detención de su movimiento. Así que a continuación se explica el funcionamiento del VGA pero ahora agregándole la capacidad de detectar un objeto. Cuando se detecta un objeto, el VGA no se detendrá ni corregirá su movimiento, ya que los sensores incorporados para este fin únicamente dan una indicación que es indicativo de la presencia de un obstáculo y no de su distancia hacia el VGA. Tomando esto en cuenta, el VGA funcionará de la misma forma que en la descripción básica pero en este caso, antes de responder a la corrección del movimiento de los motores, se preguntará por si algún objeto se encuentra dentro del rango de sensado de los censores de obstáculos y por lo tanto disminuye la velocidad de los motores sin afectar la orden de corrección de movimiento del VGA.

La indicación de que un objeto se encuentra dentro del rango de sensado, se hará a través de un puerto del C.I. Z80PI0, el cual puede generar una interrupción para ser analizada por el Z8OCPU. Para este fin se usa el puerto B del Z80PI0, con sus entradas habilitadas para poder generar la interrupción del Z8OCPU cuando cualquiera de estas setiales se haga presente.

usado por el PIO. En la tabla 2.9.3, se muestra la asignación de pines para el puerto de entrada

Sensor de proximidad derecho o1 Sensor de proximidad frontal 02 Sensor de proximidad izquierdo 04 Limit switch derecho 08 Limit switch frontal 10 Limit switch izquierdo 20 Sensor de llamada de detención 40 Nousado 80

I Bit I Puerto B Z80PIO 1C.B. I

Tabla 2.9.3.- Designación de los pines para los sensores de proximidad, límite y de detención.

Como se puede observar en la figura 2.9.3, además de los sensores de proximidad, existen sensores de límite (limit switch), que serán utilizados mas adelante para detectar cuando el VGA a chocado con un objeto; el uso de los censores de límite y el de detención, se explicarán mas adelante en este capítulo.

Cuando un objeto es detectado por los censores, se provoca una interrupción, la cual es analizada por el ZBOCPU, este análisis provoca una repuesta que en este caso es la indicación a través del valor de una variable, que ha ocurrido una interrupción provocada por los sensores proximidad y que por lo tanto hay que reducir la velocidad del VGA.

CNAD - MECATRbNICA VGA - “FRAW

El diagrama (3.2 del apbndice G, nos muestra la rutina de tratamiento de la

Después de esto ya estamos en posibilidad de analizar el funcionamiento de 10s sensores de limite, los cuales, al igual que los sensores de proximidad, generan una interrupción que modifican en mucho el comportamiento del VGA.

El comportamiento del VGA ante una interrupción provocada por cualquiera de los sensores de limite, hace que en primera instancia los motores se detengan, para después iniciar el análisis y ofrecer una respuesta que conllevará a la corrección del movimiento del VGA. Dado que son tres sensores de limite los usados para generar la interrupción, existen ocho posibles estados o condiciones de los sensores de limite, lo cual se pueden resumir en la siguiente análisis.

a) Si los tres sensores están desactivados, se entiende que no se ha chocado contra algo y si ocurrió alguna interrupción, fue provocada por los sensores de proximidad.

b) Si los tres sensores están activados, esto indica que el VGA no puede seguir su marcha y por lo tanto, tiene que retroceder pero en forma lenta hasta que los tres censores estén desactivados; acto seguido, gira sobre su propio eje hasta colocar los dos censores de piso sobre la línea, y después de eso gira en la dirección hacia donde se le indique a través del registro que guarda la última situación de la línea a sensar.

c) Cuando suceda que: han chocado el sensor izquierdo y el frontal o solamente el izquierdo o solamente el frontal, se colocará el sensor de piso derecho fuera de la linea por la derecha, girando sobre su propio eje hacia la derecha al VGA, para después iniciar un movimiento diagonal con el objetivo de poder sortear el obstáculo que se encuentra al lado o al frente.

d) Cuando suceda que: han chocado el sensor derecho y el frontal o solamente el derecho, se colocará el sensor de piso izquierdo fuera de la línea por la izquierda, girando sobre su propio eje hacia la izquierda al VGA, para después iniciar un movimiento diagonal con el objetivo de poder sortear el obstáculo que se encuentra al lado o al frente.

e) Por último, puede ocurrir que solo los censores de la izquierda y el de la derecha esten activos y por lo tanto se puede avanzar de frente en forma lenta hasta que se liberen los dos sensores.

interrupción provocada por los sensores de limite.

El diagrama G.3 del apéndice G, nos muestra el tratamiento de las interrupciones provocadas por los sensores de proximidad, de límite y de llamada de detención.

Por último, como hemos visto hasta este momento, el VGA está diseñado de tal forma que pueda interactuar con el mundo real pero solamente como un dispositivo que sigue una ruta, puede detectar obstáculos y cuando sea necesario corregir su movimiento al chocar contra un objeto. Si solamente estas fueran sus funciones, el VGA estaría en movimiento continuo hasta que las baterías se descargaran; para evitar esto, se tiene un sensor que permite indicarle al VGA que se detenga en un momento

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CNAD - MECATRbNlCA VGA - "FR4M'

determinado para que se pueda colocar o quitar un objeto determinado en o de la tapa superior del VGA. Esta condición de llamada es analizada de la siguiente manera: se detienen los motores, y si el vehículo no se encuentra alineado con el sensor de llamada, se adelanta o atrasa en forma lenta hasta conseguir esta condición. Para esto, es condición necesaria que los dos sensores de piso estén sobre la línea, para obtener una alineación los mas exacta posible. Cuando el VGA está colocado correctamente, se procede a subir la tapa superior de tal forma que se pueda ajustar a la altura requerida por la estación de llamada. Después de colocar correctamente la tapa superior, el VGA envia una señal hacia el dispositivo que realizó la llamada de detención para indicarle que se encuentra en condiciones de recibir o de entregar algún objeto en su tapa superior. Las señales para subir y/o bajar la tapa superior, se envían a través de el puerto C del PPI 8255. La tabla 2.9.4, nos muestra la designación de pines para el puerto C del PPI 8255.

O 1 2

I Bit I Puerto C PPI8255 1C.B. I Subir tapa superior o1 Bajar tapa superior 02 Nousado 04

I 3 INoucado I 08 I 4 INousado I 10 5 INousado I 20 6 INousado I 40 7 INoiisado I 80

Tabla 2.9.4.- Designación de los pines para las señales de subir y10 bajar la tapa superior.

Para que el VGA vuelva a entrar en funcionamiento, se debe de suspender la emisión de la señal que provoca la llamada de detención para indicarle que puede seguir su movimiento; al dejar de recibir esta señal, el VGA baja a su posición mínima la tapa superior y cuando ésta se encuentra en estas condiciones, se reanuda el movimiento del VGA hasta que ocurra otra llamada de detención.

El diagrama G.4. nos muestra el tratamiento de la interrupción provocada por el sensor de llamada de detención.

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CNAD - MECATRONICA VGA - +RAM“

3. Funcionamiento del VGA “FRAM”.

nombre de vGA ‘IFRAM’’, representa a un vehículo guiado automáticamente, el cual adopta nombre de “ F R A ~ , por el acrónimo resultante de la primera letra de 10s nombres de sus diseñadores y ConstrUCtOreS.

Como todo vehículo, tiene la capacidad de desplazarse, y además lo hace utilizando su propia fuente de energía. Tiene una amplia capacidad de desplazamiento, ya que puede moverse hacia delante, hacia atrás, hacia la izquierda, hacia la derecha, girar sobre su propio eje hacia la izquierda o hacia la derecha, todas estas opciones pueden ser ejecutadas en velocidad alta o baja, de acuerdo a las necesidades que se presenten durante su operación; se especifica que, las funciones mencionadas pueden ser efectuadas durante el modo de operación automático, limitándose algunas de ellas durante el modo de operación manual.

Es un vehículo mecatrónico, por lo tanto, tiene la capacidad de interactuar con el mundo real, adquiriendo datos por medio de censores para analizarlos y aplicarlos en el control del prototipo a través de un sistema mínimo y su programación correspondiente, siendo todos estos elementos acoplados a un sistema mecánico compuesto por motores, engranes, cremalleras, reductores, elementos de soporte, rodamientos y sistema de tracción. Es un prototipo autocontenido, significando esto que cuenta con su propia fuente de energía en forma de dos baterías del tipo recargable y que pueden proporcionar alta corriente durante intervalos de tiempo considerables.

3.1 Funcionamiento manual y automático.

Como ya se mencionó en la introducción del capítulo, el vehículo cuenta con dos modos de funcionamiento:

a) Modo manual. b) Modo automático.

Modo manual. En este modo el movimiento del vehículo es controlado por un operario a través de una palanca de control, comúnmente conocida como joystick y ampliamente utilizada en los videojuegos. Los movimientos que se pueden realizar dentro de este modo de control son: hacia delante, hacia atrás, hacia la izquierda y hacia la derecha. Se implementó al vehículo este modo de control, con el fin de contar con un medio de transportarlo cuando se dé alguna de las siguientes condiciones: ubicarlo en el punto de partida para su funcionamiento automático, dirigirlo al área correspondiente para su mantenimiento, para prueba de partes mecánicas y10 sistemas de control, ubicarlo en el área de carga de baterías o simplemente para transportar un objeto de manera fácil de un lugar a otro.

CNAD ~ MECATRÓNICA VGA - "FRAM"

Modo automático. Es la forma más compleja de operación del vehículo, y para describirlo con mayor precisión, se divide en cuatro etapas, las cuales son:

Desplazamiento en una ruta predeterminada por el área de trabajo. Durante este modo de operación, se le deberá proveer al vehículo de Una linea guía, que debe ser de un color contrastante con el color de la Superficie Por la que habrá de desplazarse, de esta forma podrá transportar objetos propios del área de trabajo. Una de las grandes ventajas del vehículo, es la de que la línea guía puede ser redefinida las veces que sea necesario, sin que el prototipo tenga que ser modificado en forma alguna, esta facilidad radica en el hecho de que la línea puede construirse con cualquier tipo de cinta adhesiva de color negro, con la única condición de colocarse sobre un piso de color blanco, o de cualquier otro ton0 claro. Detección de objetos durante el desplazamiento. En el modo de funcionamiento automático, el vehículo es capaz de detectar objetos que le impidan continuar la trayectoria especificada por la línea guía, dando como respuesta a esta situación la disminución de su velocidad de desplazamiento, con el fin de evitar cualquier impacto brusco. Corrección de trayectoria. Después de detectado un obstáculo en la trayectoria de desplazamiento del vehículo, y la Correspondiente reducción de velocidad, se pueden presentar impactos de baja intensidad, que en nada afectan la estructura ni el desempeño del mismo, pero si provocan que se tomen las decisiones pertinentes para corregir su trayectoria de avance, esta corrección se lleva a cabo efectuando dos operaciones, en primer lugar se desvía del objeto con el que ha impactado, para luego retomar la dirección en la que avanzaba hasta antes del choque, si se repitiera el impacto, continúa repitiéndose el proceso descrito, hasta que el objeto quede fuera de su trayectoria, en este momento se realiza el ciclo para reencontrar la línea guía. Llamada a interacción. Esta función se presenta cuando algún elemento externo, que puede tomar o colocar un objeto del o en el vehículo, emite una señal especifica para indicar que se tiene que realizar una de las acciones mencionadas, ante esta situación, el vehículo responde deteniéndose en el lugar correspondiente al elemento externo, para enseguida elevar la plataforma superior implementada para tal fin, una vez que la plataforma llegó a su posición superior, se envía la señal de que el vehículo esta preparado para recibir o entregar el objeto; durante toda esta secuencia la señal de interacción deberá permanecer activa ya que cuando esta se deje de recibir, significará que el vehículo puede continuar con su recorrido, habiendo bajado la plataforma superior a su nivel mínimo.

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CNAD - MECATRbNICA VGA - "FFiAM"

Conclusiones y sugerencias.

Durante la construcción del prototipo, se lograron aplicar diversos conocimientos, cada participante desarrolló diversas habilidades en los trabajos modulares que se establecieron como se muestra en el cronograma de actividades del apbndice I .

Los sistemas mecánicos lograron acoplarse fácilmente a los elementos de control y censado. En este aspecto es de gran utilidad tener los planos de fabricación y los planos de montaje antes de maquinar o ensamblar algún componente. Para esto recomendamos utilizar los distintos módulos del software "ProEnginner", con el que cuenta el CNAD.

Observamos, que los cálculos de algunas piezas, son complicadas, por lo que recomendamos el uso de software para ingeniería (por ejemplo del tipo FEA), para un análisis más completo y rápido.

A continuación describimos algunas propuestas:

El VGA "FRAM", está diseñado de tal forma que puede en un futuro, ser guiado por control remoto inalámbrico. Para esto se tienen disponibles las entradas del joystick que controla al VGA en forma manual.

Dado que el funcionamiento está gobernado por un sistema mínimo, al VGA se le puede agregar una etapa de diagnóstico, la cual nos proporcionaría las condiciones de las baterías, así como los rangos de sensado de los sensores ópticos,

Es posible agregar un buzzer piezoeléctrico, con el propósito de proporcionar mensajes auditivos.

Es posible además, agregar un mecanismo de rotación al sistema de elevación para brindar al vehículo, una mayor versatilidad.

Se sugiere (para tener mejores resultados en la elaboración de los proyectos) incrementar la cantidad de horas de la materia de proyecto final, además se debe de aumentar en mucho la participación de los contrapartes mexicanos y expertos japoneses, con la finalidad de orientar el desarrollo de los proyectos porque puede proporcionar una mejor evaluación de los logros alcanzados en cada etapa del proyecto.

CNAD ~ MECATRÓNICA VGA - "FRAM"

Bibliografía.

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Diseño de maquinaria. Robert L. Norton. Mc. Graw Hill. Diseño de mecanismos. Análisis y sintesis. Erdman Sandor. Prentice Hall. Diseño de maquinas. Deutscman, Michels and Wilson. CECSA. Fundamentos de diseño para ingeniería mecánica. Robert C. Juvinall. Limusa. Manual de fórmulas técnicas. Kurt Gieck. Alfaomega. Diseño de elementos de maquinas. Guillermo Aguirre Esponda. Trillas. Resistencia de materiales aplicada. Robert L. Moít. Prentice Hall. Nylamid. Plásticos de ingeniería. Guía técnica. Nylamid DSM. Maquina electroerosionadora con alambre. José Castañeda Nava. CNAD. Control numérico. Gutiérrez Salazar, Castañeda Nava. CNAD. Manual de operación del software mill de fanuc. Garcia Cerecedo. CNAD. Diseño asistido por computadora. García Cerecedo. CNAD. Electrónica Teoría de Circuitos. Robert Boylestad y Louis Nashelsky. Editorial Prentice Hall. Electrónica Industrial Dispositivos y Sistemas. Timothy J. Maloney. Editorial Prentice Hall.

- 109-


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CNAD - MECATR6NlCA VGA - "FRAM" I

Apéndice A. Dibujos mecánicos.

- A -

c Y

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01 I I I

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I

CNAD - MECATR6NICA VGA - ‘FRAM”

APÉNDICE B Programas para la fabricación de los componentes

CNAD - MECATRbNlCA VGA - 'FRAM"

APÉNDICE B. PROGRAMA (CíRCULO I )

080(BASE-MODI) TO 1 M98P8001 M98P8000S? OOOHOl NIO(LLANTA) GOOX-164.508YO z5. GOIZ-5.Fl O0 M98P98

M98P98

M98P98 GOOXl64.508YO

M98P99

M98P99

M98P99

GO1 Z-1 O.

GOIZ-15.

GOIZ-5.

GOIZ-I O.

GOIZ-15.

GOOXl67.826Y-190. GOIZ-5. G42X157.826D01 G03X144.945Y200. R247. GOlG4OXl54.945 X160.Y200. G41X150.

GO1 G40X172. G02X162.481Y-190.R250.

Z-6. G42X157.826Y-190. G03X144.945Y200.R247. GO1 G40X160. z-IO. G41X150.Y200. G02X162.481 Y-I 90.R250. GOlG40X172. 2-12. G42X162.481 Y-I 90. G03X15O.Y20O.R250. G01Z5. G40GOOX-154.946Y200.

GOIZ-5. G42X-144.945 G03X-157.826Y-190.R247. GO1 G40X-172.481 G41X-162.481Y-190. G02X-I50.Y200.R250. G01G40X-160. Z-6. G42X- 1 44.945Y 200. G03X-157.826Y-190.R247. G40GOlX-l72.481Y-190. 2-12, G41X-162.481Y-190. G02X-I50.Y200.R250. G01Z5. GOOXOYOZ75. t02 M98P8001 M98P8000S1200H02 N40 GOOX-164.508YO 25. GOIZ-12.Fl20 G42X-194.DO2

X-134.508 Y-66. x-I 94. YO G40X-164,508 25. GOOX164.508 G01Z-12. G41X194.508D02 Y66. X134.508 Y-66. X194.508 YO (340x1 64.508 25. GOOXl60.Y200. GOIZ-12. G41X150.DO2

Y66.


G02X162.48IY-l9O.R250. GO1 G40X172. Z-6. GO1 G42X157.826Y-190. G03X144.945Y200.R247. G01Z5. G40GOOX-160.Y200. GOIZ-12. G41X-150.Y200.D02 G03X-162.481Y-190.R250. G01G40X-172. Z-6. G4lX-157.826Y-190.DO2 G02X-144.945Y200.R247. G01Z5. GOOG40XOYOZ75. TO5 M98P8001 M98P8000S1000H05 G98G81X-119.508Y25.Z-3.R5.F150 Y-25. X-224.1 Y -2 O. Y20. X I 19.508Y25. Y-25. X224.1Y-20. Y20. XOYO GOOZ75. TO8 M98P8001 M98P8000S500H08 N60

19.R5.Q5.F150 G98G73X-119.508Y25.Z-

Y-25. X-224.1Y-20. Y20. X I 19.508Y25. Y-25. X224.1 Y-20. Y20. XOYO GOOZ75. M30

PROGRAMA (CíRCULO 11)

080(BASE-MODI) TO 1 M98P8001 M98P8000SI OOOHOl NIO(RUEDA) GOOXl67.826Y-190. GO1Zd.Fl O0 G42X157.826D01 G03X144.945Y200.R247. GOIG40X154.945 X160.Y200. G41X150.

GO1 G40X172. G02X162.481Y-I 90.R250.

Z-6. G42X157.826Y-190. G03X144.945Y200.R247. GOIG40X160. z-IO. G41X150.Y200. G02X162.481Y-190.R250. GOIG40X172. 2-12, G42X162.481Y-190. G03X150.Y20O.R250. G01Z5. G40GOOX-154.946Y200. GOIZ-5. G42X-144.945 G03X-157.826Y-190.R247. GO1 G40X-172.481 G4 1 X-I 62.48 1 Y-I 90. G02X-I50.Y200.R250.

Z-6. G42X-144.945Y200. G03X-157.826Y-190.R247. G40GOlX-172.481Y-190. 2-12. G41X-162.481Y-190. G02X-I50.Y200.R250.

GO1 G40X-160.

G01Z5. GOOXOYOZ75.

CNAD - MECAJRbNiCA VGA - ‘FRAM’

TO2 M98P8001 M98P8000S1200H02 N4O(ACABADO) z5. GOOX160.Y200. G01Z-12. G41X150.DO2

GOIG40X172. G02X162.481Y-190.R250.

Z-6. GO1 G42X157.826Y-190. G03X144.945Y200.R247. G01Z5. G40GOOX-160.Y200. GOIZ-12. G42X-150.Y200. G03X-162.481Y-190.R250. GO1 G40X-172. 2-6. G41 X-l57.826Y-190. G02X-144.945Y200. R247. G01Z5. GOOG40XOYOZ75. TO5 M98P8001 M98P8000S1000H05 G98G81 X-224.1 Y-20.Z-3.R5,Fq 50 Y20. X-231.6YO. X224.1 Y-20. Y20. X-231.6YO GOOXOY 0275. M30

CARA 1A

01 OO(CARA1 -A) t01 M98P8001 M98P8000S1 OOOHOl N I O(DESVASTE) M98P50D01 FIOO. t02 M98P8001 M98P8000S1000H02 N20(ACABADO) M98P55D02F200. t06 M98P8001 M98P8000S1000H06 N30(CENTROS)

GOOXOYOZ75. t03 M98P8001 M98P8000S1000H03 N40(BROCA)

GOOXOYOZ75. ,t04 M98P8001 M98P8000S1000H04 N50(AVELLANA)

GOOXOYOZ75. t05 M98P8001 M98P8000S80H05 NGO(MACHUEL0) G98G84X7.YO.Z-22.RI 0.F960 GOOXOYOZ75. M30

G98G81X7.YOZ-3.R5.FI50

G98G73X7.YOZ-24.R5.Q5.F150

G98G82X7.YOZ-6.25R5.PlOF150

- 3 -

CNAD - MECATR6NICA VGA - *FRAM'

SUBPROGRAMA ANIDADO

050 X-5O.YO 2-5. M98P51 2-9.8 M98P52 2-1 5. M98P52 2-20, M98P52 2-25. M98P52 2-30. M98P52 2-35. M98P52 2-40, M98P52 2-45. M98P52 2-49.8. M98P52 GOOZ75. XOYO M99

-

SUBPROGRAMA DE DESBASTE CARA 1

051 X-4O.YO GO1 G41Y-15. G03X-25.YORI 5. G01Y35. X25. G02Y-35.R247. G01X15. G03Y35.R247. G01Y45. G40X8. Y-40. x3.

Y40. x-3. Y-40. x-9. Y40. X-15. Y-40. x-20. Y40. X-25. Y-40. X-4O.YO M99

SUBPROGRAMA DE DESBASTE CARA 1

052 GO1 G41Y-25. G03X-25.YOR25. G01Y35. X25. G02Y-35. R247. GO 1 X-25. YO GO3X-50.Y25,R25 G01G40YO M99

SUBPROGRAMA DE ACABADO CARA 1

055 X-5O.YO 2-10, M98P51 2-20. M98P52 2-30. M98P52 2-40, M98P52 2-50. M98P52 GOOZ75. XOYO M99


CARA 2B

O1 85(CARA-N) TO6 M98P8001 M98P8000S1000H06 N I O(CENTR0S) G98G81X4.592Y20.2-3.R5.FI 50 X4.592Y-20. GOOXOYOZ75. TO7 M98P8001 M98P8000S1000H07 N20(BARRENO) G98G73X4.592Y20.Z-19.R5.Q5.F150 X4.592Y-20. GOOXOYOZ75. TO4 M98P8001 M98P8000S1000H04 N30(AVELlANA) G98G82X4.592Y20.Z-6.R5.PIOOOFI 50 X4.592Y-20. GOOXOYOZ75. TO8 M98P8001 M98P8000S100H08 N40(MACHUELO) G98G84X4.592Y20.Z-17.RI O.FIO00

GOOXOYOZ75. M30

X4.592Y-20.

t01 M98P8001 M98P8000S1 OOOHOl GOOXOYOZ75. 25. G01Z-5. G41 GOIY-1 O.DO1 G03X1 O.YOR10.

G03XOY10.R10. G40GOlYO

G03X13.75YOR13.75

G03XOYlO.Rl3.75 G40GOlYO.

G031-10.

G41Y-11.

G031-13.75

GO 1 2-8.05 G41G01Y-IO.DO1 G03X10.YOR10.

G03XOY 1 O. R1 O. G40GOlYO

G03X13.75YOR13.75

G03XOYlO.Rl3.75 G40GOlYO. GOOZ75. XOYO **Correr nuevamente a partir de aquí** t02

G031-10.

G41Y-11.

G031-13.75

CARA 2D

083(CAJA-SOPO) TO8 M98P8001 M98P8000S800H08 N40

GOOXOYOZ75. G98G73XOYOZ-8.R5.Q2.F80

- 5 -

M98P8001 M98P8000S1200H02 N60 GOOXOYOZS. GOIZ-8.05F120 G41GO1Y-1O.DO2

G031-10. G03X10.YOR10.

G03XOYlO.Rl O. G40GOlYO

G03X13.75YORI 3.75

G03XOY1 O.Rl3.75 G40GOlYO. GOOZ75.

G41Y-11.

G031-13.75

CNAD - MECATRÓNICA VGA - .FRAM’

XOYO M30 CARA 2C

PROGRAMA (CARA 4 GENERAL)

TO8 M98P8001 M98P8000S800H08 N40

01 07(CARA-4GEN)

G98G73X2O.Y5.Z-7.53R5.Q2,F80 X-20 .Y 5. GOOZ75. XOYO M30

CARA 38

0175(CARA3B) t06 M98P8001 M98P8000S1000H06 NIO(CENTR0) G98G81X5.Y20.Z-3.R5.F150 X5.Y-20. GOOXOYOZ75. t09 M98P8001 M98P8000S1000H09 N20(BARRENO) G98G73X5.Y2O.Z-lO.R5.Q5.F150 X5.Y-20. GOOXOYOZ75. t04 M98P8001 M98P8000S1000H04 N30(AVELLANADO) G98G82X5.Y20.Z-3.R5.PlOF150 X5.Y-20. GOOXOYOZ75. T I O M98P8001 M98P8000S100H10 N40íMACHUELO) G98G84X5.Y20.Z-9.RlO.F500 X5.Y-20. GOOXOYOZ75. M30

- 6 -

CNAD - MECATRÓNICA VGA-.FRAM"

PROGRAMA EN APT PARA CHUMACERA NC CHUMACERA

080(CHUMA-MAIN) PART,@CAJA-BALE TO 1 MCHN,MILL,ABS M98P8001 FEED,200;@% M98P8000S1 OOOHOI PO=O,O n10 S I =35x GOOX-50.Y-10. S2=-35X z5. S3=-20Y GOIZ-5.Fl00 S4=0Y M98P81 DO1

C2=S4,C1,6,A,O,L M98P81

S5=-1 OY M98P81

M98P81

M98P81

FROM,P2 M98P81

S6,B M98P81 C4,CCW,PI GOOZ5.

s4 t02 c2 ,ccw M98P8001 c1,cw M98P8000S1200H02 c3 ,ccw N20 s4 GOOX-50.Y-I O.

25. S I

GOIZ-15.Fl20 s3 M98P81D02 S2,Pl

C4,CCW,A GOIZ-30. M98P81 @G40 GOOZ5. S6,P2 XOYOZ75. @M99

@%;FEED,200 t05 M98P8001 FIN1

M98P8000S800H05 PEND N30 G98G81XOYOZ-4. R5. FI 20 GOOXOYOZ~~. t08 M98P8001

Cl=P0,20 GOIZ-IO.

C3=S4,C1,6,A,O,R GOIZ-15.

PI=S5,S2 GOIZ-20. S6=-50X P2=S6,S5 GO1 2-25, c4=P2 ,P 1 @O81 G01Z-30.

@G41 GO1 2-31.

S2,A XOYOZ75.

-7-

CNAD - MECATRONICA VGA - "FRAM"

M98P8000S800H08 G03X13.75YOR13.75

G98G73XOY OZ-44.R5.Q4.F80 G03XOYlO.Rl3.75 GOOXOYOZ75. G40GOlYO.

M98P8001 M98P8000Sl OOOHOI G03XlO.YORl O.

GOOXOY 025. G03XOYIO.Rl O. GOIZ-5.Fl00 G40GO 1 YO

G02J-1.25 G03X13.75YORI 3.75

z-IO. G03XOYlO.Rl3.75 Y125 G4OGOlYO. G02J-1.25 GOOZ75. GOIXOYO XOYO Z-15. "Repetir desde aquí" Y1.25 t02 G02J-1.25 M98P8001 GOIXOYO M98P8000S1200H02 2-20, N60 Y 1.25 GOOXOYOZS.

N40 G031-13.75

TO1 G01Z-8.05 G41 GO1Y-1O.DO1

N50 G031-10.

Y1 2 5 G41Y-11.

GO1 XOYO G03l-13.75

G02J-1.25 GOIZ-8.05F120 GOIXOYO G41 GOIY-lO.DO2

Y1.25 G031-10. 2-25, G03XlO.YORl O.

G02J-1.25 G03XOY 1 O.R1 O. GO 1 XOYO G40GOlYO

Y125

GOOXOYO

Y125

GOOXOYO 25. GOOXOYOZ75. 25. GOIZ-5. G41GO1Y-1O.DOI

2-30, G41Y-11.

G02J-1.25 G03X13.75YORI 3.75

G03XOYIO.R13.75 G40GOlYO. GOOZ75.

M30

G031-13.75

2-31,

G02J-1.25 XOYO

G03X10.YOR10.

G03XOY 1 O.R1 O. G40GOlYO

G031-10.

G41Y-11,

- 8 -

CNAD ~ MECATR6NICA VGA - 'FRAM" ,

SUBPROGRAMA CN (CHUMACEW)

081 (SUB-CHUMA) G41G90GOlY-25. G17G03X-35.Y-IO.Jl5. GOIYO. X-25.298 G03X-19.46Y4.615J6. G02X19.46119.46J-4.615 G03X25.298Y0.15.838JI ,385 G01X35. Y-20. x-35. Y-I o. G03X-50.Y5.1-15. G40GOlY-1 O. M99

CARA INFERIOR CHUMACERAS

O1 OG(BARREN0-CHU) TO8 M98P8001 M98P8000S800H08 N40 G98G73X25.YOZ-l.5R5.Q4,F80 X-25.YO GOOZ75. XOYO M30

PLACA DE MOTOR

O1 IS(PLACA-CHUM) t08 M98P8001 M98P8000S800H08 N I O(AGUJER0S)

X32.5Y32.5 G98G73XOYOZ-5.R5.Q2.F80

X32.5Y-32.5 X-32.5Y-32.5 X-32.5Y32.5 GOOXOYOZ75. TO 1 M98P8001 M98P8000S1000H01 N20(BALERO) GOOXOYOZS. GOIZ-5.F50. G41G01Y-10.5F100D01 G03X10.5YOR10.5

XOY10.5R10.5 G40GOlXOYO GOOZ75. t02 M98P8001 M98P8000S1200H02 N30(TOLERANCIA) GOOXOYOZ5.

1-10.5

GO1 Z-5.F80 G4tGOIY-10.5DO2 G03X10.75YOR10.75

G03XOY10.5R10.75 G40GOlXOYO GOOZ75. XOYO G91 G28ZO TO 1 M06 M30

G031-10.75


BASE MOTOR PLATO SUPERIOR

O1 OG(BARREN0-CHU) O1 56(PlATO-SUP) TO9 TO 1 M98P8001 M98P8001 M98P8000S800H09 M98P8000Sl OOOHOI N40 N I O(DESVASTE) G98G73X35.Y5.Z-I .5R1 .Q4.F80 GOOXOY 025.

GOOZ75. G41X25.DOI FIOO XOYO Y25.

X-35.Y5. GOIZ-5.F50

M30 X-25. Y-25. X25. YO x35. Y35. x-35. Y-35. x35. Y5. G4OXOYO Z-lO.F50 G41 X25. DO 1 F 1 O0 Y25. X-25. Y-25. X25. YO x35. Y35. x-35. Y-35. x35. Y5. G40XQYO Z-15.F50 G41X25.DOI F1 O0 Y25 X-25. Y-25. X25. YO x35. Y35.

- 10-


G41 X-37.5F120 Y37.5 x37.5 Y-37.5

x-35. Y-35. x35. Y5. G40XOYO x-37.5 GOOZ5. Y22. X-47.5Y 20. G40X-47.5Y20. GOIZ-5.5F50 GOOZIO. G41X-37.5FI O0 x-9O.YO Y37.5 GOIZ-I 0.F80 x37.5 G41Y-20.FI20 Y-37.5 G03X-75.YO.R25.

Y22. X-90 .Y20.R25. x-37.5 175.

G40X-47.5Y20. G40G01 YO GOOZ5. GOOZIO. x-9O.YO XOYOZ75. GO1 Z-5.F80 t08 G41Y-20.FI00 M98P8001 G03X-75 .YO R25. M98P8000S800H08 175. N30(BARRENO) X-90.Y2O.R25. G98G73X57.YOZ-19.R5.Q5.F1 O0 G40GO 1 YO XOY-57. GOlZ-10.F80 X-57.YO G41Y-20.FI00 XOY57. G03X-75.YOR25. GOOXOYOZ75. 175. G91 G28ZO X-90.Y2O.R25. M30 G40G01 YO GOOZIO. XOYOZ75. TO2 M98P8001 M98P8000S1200H02 N20(ACABADO) GOOZ5. GOIZ-15.Fl20 G41X35.DO2 Y35. x-35. Y-35. x35 Y5. G40XOYO GOOZ5. X-47.5Y20. GOIZ-5.5F80.

- 1 1 -

MENSULA CARA A

0125 TO1 M98P8001 M98P8000S1000H01 NI0 GOOX33.8Y40.Z5.

G41X33.8Y20.DOI FIOO

GOlG40Y-40.

GOIZ-5.F80.

G02X33.8Y-20.R75.

Z-IO.F80 G42X33.8Y-20.DOI F1 O0 G03X33.8Y20.R75. GO1 G40Y40. GOOZ75. XOYO TO2 M98P8001 M98P8000S1200H02 N20 GOOX33.8Y40.Z5.

G41X33.8Y20.DO2F120 G02X33.8Y-20.R75. GOIG40Y-40. GOOZ75. XOYO TO8 M98P8001 M98P8000S800H08 N30

GOIZ-I 0.F80

G98G73X22.YOZ-15.R5.Q4.F80 GOOZ75.

MÉNSULA CARA B

0126 t01 M98P8001 M98P8000Sl OOOHOI n10 GOOXI 5.8YO.Z5. GO1 Z-5.F80. X-25.YOFlOO z-11. X15.YO. 275. XOYO M30

XOYO M30


P I PREPARACION CREMALLERA S3,.38R

S4,.25R 0121 S5,.25R TO8 S6,.38R

M98P8000S800H08 MEND NI0 @n01 G98G73X-290.YOZ-22.R5.Q5.F80 RPD,PO X290.YO @M06;@M17 GOOXOYOZ75. Sl,@G41 TO 1 52 G91G28ZO 53,p1 M06 COPY ,DIEN,55,4.7123,0 M30 53,p5

57 51,p7 @M07 1 RPD,PO,@G40 @M99

PEND

M98P8001 53,p4

PROGRAMA APT (CREMALLERA) f1n1

PART,@CREMALLERA MCHN,CUT,ABS FEED,200;@% PO=O,O Sl=OY S2=15X S3=15Y P1=35,15 PZ=P1,.303,0 S4=P2,65A S5=18,375Y P3=P2,4.104,0 S6=P3,115A P4=P3, .303,0 P5=315,15 S7=P5,9OA P6=315,2 P7=325,0 S8=-5Y P8=5,-2 P9=P8,-2,0 S10=P8,0A PIO=P6,2,0 S I 1=P6,0A MAC, DI EN

- 13 -

CNAD - MECATRONICA VGA - "FRAM'

CREMALLERA CN

NO1 M06 MI7 GSOGOIXI 5.G41 Y15. x35. X35.061 G03X35.405Y 15.219J0.38 GOlX36.809Y18.231

GO1 X37.674

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GOlX42.386

G01X44.017Y15.219 G03X44.361YI 5.10.344J0.161 GOlX44.422 X44.425 X44.486 G03X44.83YI 5.219J0.38 GOlX46.234Y18.231

GOlX47.099 G02X47.325Y18.231 J-0.25 GOlX48.729Y15.219 G03X49.074Y15.10.345J0.161 GOlX49.135 X49.137 X49.198 G03X49.542YI 5.21 9J0.38 GO1 X50.946Y18.231 G02X51 .I 73YI8.37510.227J-O. 106 G01X51.811 G02X52.037YI 8.231 J-0.25 GOlX53.442Y15.219 G03X53.786Y 15.10.344JO. 161

G02X37.036Y18.375lO.227J-O. 106

G02X37.901Y18.231 J-0.25

G02X41.748YI8.37510.226J-0,106

G02X42.613Y18.231 J-0.25

G02X46.461Y 18.37510.227J-O. 106

GO1 X53.847 X53.849 X53.91 G03X54.255YI 5.219J0.38 GOlX55.659Y 18.231 G02X55.885Y 18.37510.2265-0.106 GOlX56.523 G02X56.75Y 1 8.23 1 J-O .25 GOlX58.154YI 5.219 G03X58.498YI 5.10.344J0.161 GO1 X58.559 X58.562 X58.622 G03X58.967Y15.219JO.38 G01X60.371Y18.231

GOlX61.235

GOlX62.866Y15.219 G03X63.211Y15.10.345J0.161 GOlX63.272 X63.274 X63.335 G03X63.679YI 5.219J0.38 GOlX65.083Y18.231

GOIX65.948 G02X66.174Y18.231J-0.25 GOlX67.578Y 15.219 G03X67.923Y 15.10.345JO. 161 GOIX67.984 X67.986 X68.047 G03X68.391Y15.219JO.38 GOlX69.796YI 8.231

GO1 X70.66 G02X70.887YI 8.231 J-0.25 GOlX72.291Y 15.21 9 G03X72.635Y 1 5. IO. 344JO. 16 1 GOlX72.696 X72.698 X72.759 G03X73.104Y15.219J0.38 GOlX74.508Y18.231

GO1 X75.372

G02X60.598YI8.37510.227J-0.106

G02X61.462Y18.231J-0.25

G02X65.31 Y 18.37510.227J-0.106

G02X70.022YI 8.37510.226J-O. 106

G02X74.734Y18.37510.226~-0.106

- 1 4 -

CNAD - MECATRbNICA VGA - 'FRAM"

G02X75.599Y18.231J-0.25 GOlX77.003Y15.219 G03X77.347YI 5.10.344J0.161 GO1 X77.408 X77.411 X77.472 G03X77.816Y 15.21 9J0.38 GOlX79.22Y 18.231 G02X79.447Y 18.37510.2275-0.106 GOlX80.085 G02X80.311Y18.231J-0.25 G01X81.715Y15.219 G03X82.06YI 5.10.345J0.161 GOlX82.121 X82.123 X82.184 G03X82.528Y 15.21 9J0.38 GOlX83.932Y18.231

GOlX84.797

GOlX86.428Y 15.21 9 G03X86.772Y 1 5. I O. 344 J O. 1 6 1 GOlX86.833 X86.835 X86.896 G03X87.241 Y 15.21 9J0.38 GOlX88.645Y18.231

GOlX89.509 G02X89.736Y 18.231 J-0.25 G01X91.14Y15.219 G03X91.484YI 5.10.344J0.161 GOlX91.545 X91.548 X91.609 G03X91.953Y15.219J0.38 GOlX93.357Y18.231 G02X93.584Y18.37510.227~-0.106 GOlX94.222 G02X94.448Y18.231 J-0.25 GOIX95.852Y 15.219 G03X96.197Y 15.10.345J0.161 GOlX96.258 X96.26 X96.321 G03X96.665Y15.219JO.38

G02X84.159Y 18.37510.227J-0.106

G02X85.024Y18.231 J-0.25

G02X88.871 Y1 8.37510.226J-O. I06

GOIX98.069Y 18.231 G02X98.296Y 18.37510.227J-0.106 GO1 X98.934 G02X99.16Y 18.23 1 J-0.25 GOlXlOO.565Y15.219 G03X100.909Y15.10.344J0.161 GOlX100.97 X100.972 XI01 .O33 (303x1 01.378Y15.219J0.38 G01X102.782Y18.231

GOIX103.646

GOlXl05.277Y 15.21 9 G03X105.621Y 15.10.344JO. 161 GOlX105.682 X I 05.684 X105.745 G03X106.09Y15.219J0.38 GO1 X I 07.494Y18.231

GOlX108.358

G01X109.989Y15.219 G03X110.334Y 15.10.345JO. 161 GOlX110.394 X I 10.397 X I 10.458 G03X110.802Y15.219J0.38 GO1 X I 12.206Y 18.231 G02X112.433YI 8.37510.227J-0.106 GOIX113.071 GO2X113.297Y18.231J-0.25 GOlXl14.701Y15.219 G03X115.046Y15.IO.345JO. 161 GOlX115.107 X I 15.1 O9 X115.17 G03X115.514Y15.219J0.38 GOlXl16.919Y18.231 G02X117.145YI 8.37510.226J-O. 1 O6 GOlX117.783 G02X118.01Y18.231J-0.25 GOlXl19.414Y15.219 G03X119.758Y15.10.344JO. 161 GOlX119.819

G02X103.008YI 8.37510.226J-0.106

G02X103.873Y18.231 J-0.25

G02X107.721YI 8.37510.227J-0,106

G02X108.585Y18.231 J-0.25

cNAD - MECATRbNlCA VGA - “FRAM’ ,

X I 19.821 X I 19.882 G03X120.227Y 15.21 950.38 G01X121.631Y18.231 G02X121.857Yl8.37510.226J-O.~06 GOIX122.495 G02X122.722Y18.231 J-0.25 GOIX124.126Y15.2l9 G03X124.47Y 15.l0.344J0.161 GOlX124.531 X I 24.534 X I 24.595 G03X124.939Y15.219J0.38 G01X126.343Y18.231

GOlX127.208

G01X128.838Y15.219 G03X129.183YI 5.10.345J0.161 GO1 X I 29.244 X129.246 X129.307 G03X129.651Y 15.21 9J0.38 G01X131.055Y18.231

GOlX131.92

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GOlX136.632 (302x1 36.859Y18.231 J-0.25 GOlXl38.263Y15.219 (303x1 38.607Y15.10.344J0.161 GOlX138.668 X I 38.671 X138.732 G03X139.076Y15.219J0.38 G01X140.48Y18.231 (302x1 40.707Y 18.37510.227 J-O. 1 O6 GO 1 X I 41.345 G02X141.571Y18.231 J-0.25

G02X126.57Y 18.37510.227J-O. 106

G02X127.434Y18.231J-0.25

G02X131.282Y18.37510.227J-0.106

G02X132.147Y18.231 J-0.25

G02X135.994Y18.37510.226J-0,106

Go1X142.975Y15.219 ~03X143.32Y15.10.345J0.161 GOlX143.381 X143.383 X143.444

G01X145.192Y18.231 ~02~145.419Y 18.37510.227J-O. 106 GOlX146.057 G02X146.283Y 18.231 J-0.25 G01X147.688Y15.219 G03X148.032Y15.10.344JO.161 GOlX148.093 X148.095 X148.156 G03X148.501 Y 15.21 9J0.38 GO1 X149.905Y 18.231

GOIX150.769

G01X152.4Y15.219 G03X 1 52.744Y 1 5. I O. 344 J O. 1 6 1 GOlX152.805 X152.807 X152.868 G03X153.213Y15.219J0.38 G01X154.617Y18.231 G02X154.844YI 8.37510.227J-0.106 GOlX155.481

GO1 X I 57.1 12Y 15.21 9 G03X157.457YI 5.10.345JO. 161 GOlX157.517 X157.52 X157.581 G03X157.925Y 15.21 9J0.38 GOlXl59.329Y18.231 ‘202x1 59.556Y18.37510.227J-0.106 GOlX160.194 G02X160.42Y18.231 J-0.25 GO 1 X I 6 1.824Y 1 5.2 1 9 G03X162.169YI 5.10.345JO. 161 GOlX162.23 X I 62.232 X162.293 G03X162.637Y 15.21 950.38 G01X164.042Y18.231

G03X143.788Y 15.219JO.38

G02X150.131Y 18.37510.226J-0.106

G02X150.996Y 18.231 J-0.25

G02X155.708Y18.231J-0.25

16 -

CNAD - MECATRdNlCA VGA - "FRAM'

~02X164.268YI8.37510.226J-0.106 G01X164.906 G02X165.133Y18.231J-0.25 GOlX166.537Y15.219 G03X166.881 Y1 5.10.344JO. 161 GOIX166.942 X166.944 X167.005 G03X167.35Y15.219JO.38 G01X168.754Y18.231

GO1 X I 69.61 8

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GOlX174.331

GOlXl75.961Y15.219 G03X176.306Y 15.10.345JO. 161 GO 1 X I 76.367 X176.369 X176.43 G03X176.774Y 15.21 9J0.38 G01X178.178Y18.231 G02X178.405YI 8.37510.227J-0.106 GO1 X I 79.043 G02X179.27YI 8.231 J-0.25 GO1X180.674Y15.219 (303x1 81 .O1 8Y15.lO.344J0.161 GOlX181.079 X181.081 X I 81.142 G03X181.487Y15.219J0.38 G01X182.891Y18.231 G02X183.117Y18.375IO.226J-0.1 O6 GOlX183.755

G01X185.386Y15.219 G03X185.73YI 5.10.344J0.161 GOlX185.791 X185.794

G02X168.98YI 8.37510.226J-0.106

G02X169.845Y18.231 J-0.25

G02X173.693YI 8.37510.227J-0.1 06

G02X174.557Y18.231J-0.25

G02X183.982Y18.231~-0.25

X185.855 G03X186.199Y15.219Jo.38 GOlXl87.603Y18.231 G02X187.83Y 18.37510.2275-o. 106 GOlX188.468

G01X190.098Y15.219 ~03~190.443Y 15.10.345JO. 161 GOlX190.504 X190.506 X190.567 G03X190.91 lY15.219J0.38 G01X192.315Y18.231

GOlX193.18

G01X194.811Y15.219 G03X195.155Y 15.10.344JO. 161 GO1 X I 95.21 6 X195.218 X195.279 G03X195.624Y15.219JO.38 GO1 X I 97.028Y 18.231

GOlX197.892 G02X198.119Y18.231 J-0.25 GOlXl99.523Y 15.219 G03X199.867Y 15.10.344JO. 161 GOlX199.928 X199.931 x199.991 G03X200.336YI 5.219J0.38 G01X201.74Y18.231 G02X201.967YI 8.37510.227J-0.106 GOlX202.604 G02X202.831Y18.231 J-0.25 GOlX204.235Y15.219 G03X204.58Y 15.10.345JO. 161 G01X204.641 X204.643 X204.704 G03X205.048Y 15.21 9J0.38 GO1 X206.452Y 18.231 G02X206.679Y18.37510.227J-0.106 G01X207.317

GOlX208.948Yl5.219

G02X188.694Y18.231 J-0.25

G02X192.542Y18.37510.227J-O. 106

G02X193.406Y18.231 J-0.25

G02X197.254Y18.37510.226J-0.106

G02X207.543Y18.231~-0.25

- 17-


G03X209.292Y15.10.344JO.161 GO1 X209.353 X209.355 X209.416 G03X209.76Y 1 5.2 1 9 J O. 38 G01X211.165Y18.231 G02X211.391Y18.37510.226J-0.106 GOlX212.029 G02X212.256Y 18.231 J-0.25 G01X213.66Y15.219 G03X214.004Y15.10.344J0.161 GOlX214.065 X214.067 X214.128 G03X214.473YI 5.21 950.38 GOlX215.877Y 18.231

GOlX216.741

GO1 X218.372Y15.219 G03X218.717Y15.10.345J0.161 GOlX218.777 X218.78 X218.841 G03X219.185Y15.219J0.38 GOlX220.589Y 18.231 G02X220.816Y18.37510.227J-0,106 GOlX221.454 G02X221.68Y18.2315-0.25 GOlX223.084Y15.219 G03X223.429YI 5.10.345JO. 161 GOlX223.49 X223.492 X223.553 G03X223.897YI 5.21 9J0.38 GOlX225.302Y18.231 G02X225.528Y18.37510.226J-0.1 O6 GOlX226.166 G02X226.393Y 18.231 J-0.25 GOIX227.797Yí 5.21 9 G03X228.141Y 15.10.344JO. 161 GOlX228.202 X228.204 X228.265 G03X228.61Y15.219JO.38 G01X230.014Y18.231 G02X230.24Y18.37510.226J-0.106

G02X216.103YI 8.37510.226J-0.1 06

G02X216.968Y18.231 J-0.25

GO1 X230.878

GOlX232.509Y 15.21 9 G03X232.853Y 15.10.344JO. 161

GO2X231.105Y18.231J-0.25

GOlX232.914 X232.917 X232.978 G03X233.322Y15.219JO.38 GOlX234.726Y18.231

GOlX235.591

GO1 X237.221Y 15.21 9 G03X237.566Y 15.10.345JO. 161 GOlX237.627 X237.629 X237.69 G03X238.034YI 5.219J0.38 GO1 X239.438Y 18.231

GO1 X240.303

G01X241.934Y15.219 G03X242.278Y 15.10.344J0.161 GOlX242.339 X242.341 X242.402 G03X242.747Y15.21950.38 G01X244.151Y18.231

GOlX245.015 GO2X245.242Y18.231 J-0.25 GOlX246.646Y15.219 G03X246.99YI 5.10.344JO. 161 GOlX247.051 X247.054 X247.114 G03X247.459YI 5.21 9J0.38 GOlX248.863Y18.231

GOlX249.727 G02X249.954Y18.231 J-0.25 G01X251.358Y15.219 G03X251.703Y15.10.345J0.161 GOlX251.764 X251.766 X251.827

G02X234.953Y 18.37510.227J-0.106

GO2X235.817Y18.231 J-0.25

G02X239.665Y 18.37510.227J-0.106

G02X240.529Y18.231 J-0.25

G02X244.377Y 18.37510.2265-0.106

G02X249.09YI 8.37510.227J-0.106

CNAD - MECATRbNICA VGA - "FFAM"

~03~252.171Y 15.21 9JO.38 GOlX253.575YI 8.231 G02X253.802YI 8.37510.227J-O. 106 G01X254.44 G02X254.666YI 8.231 J-0.25 GOlX256.071Y15.219 ~ 0 3 ~ 2 5 6 . 4 1 5Y 1 5. I O. 344 JO. 1 6 1 GOlX256.476 X256.478 X256.539 G03X256.883Y15.219J0.38 GOlX258.288Y18.231

G01X259.152

GOlX260.783Y15.219 G03X261.127Y 15.l0.344J0.161 GOlX261.188 X261.19 X261.251 G03X261.596Y15.219J0.38 GOlX263.Yl8.231

GOlX263.864

GOlX265.495Y15.219 G03X265.84Y 1 5.10.345JO. 1 61 G01X265.9 X265.903 X265.964 G03X266.308Y15.219J0.38 G01X267.712Y18.231

GO1 X268.577 G02X268.803YI 8.231 J-0.25 GOlX270.207Y15.219 G03X270.552YI 5.10.345J0.161 G01X270.613 X270.615 X270.676 G03X271.02Y15.219J0.38 GOlX272.425Y 18.231 G02X272.651 Y 18.37510.226J-O. 106 GOlX273.289 G02X273.516Y18.231 J-0.25 GOlX274.92Y15.219 G03X275.264YI 5.10.344J0.161

G02X258.514Y18.375lO.22660.106

G02X259.379YI 8.231 J-0.25

G02X263.227YI 8.37510.227J-O. 106

G02X264.091Y18.231 J-0.25

G02X267.939YI 8.37510.227J-O. 106

GOlX275.325 X275.327 X275.388 C303X275.733Y15.219J0.38 GO1 X277.137Y 1 8.23 1 G02X277.363Y 18.37510.226J-0.106 GOlX278.001

GOlX279.632Y15.219 G03X279.976YI 5.10.344J0.161 GOlX280.037 X280.04 X280.101 G03X280.445YI 5.21950.38 G01X281.849Y18.231

GO 1 X282.7 14

GOlX284.344Y15.219 G03X284.689YI 5.10.345J0.161 GOlX284.75 X284.752 X284.813 G03X285.157Y15.219J0.38 GO1 X286.561 Y 18.231

GOlX287.426

GOlX289.057Y15.219 G03X289.401YI 5.10.344J0.161 GO 1 X289.462 X289.464 X289.525 G03X289.87Y 15.21 9J0.38 GOlX291.274Y 18.231 G02X291.5YI 8.37510.2265-0.1 06 GOlX292.138 G02X292.365Y18.231 J-0.25 GOlX293.769Y15.219 G03X294.113Y15.IO.344JO. 161 GOlX294.174 X315. YO. X325 M07 GOOXO.G40 M99

G02X278.228YI 8.231 J-0.25

G02X282.076YI 8.37510.227J-0.106

G02X282.94Y18.231 J-0.25

G02X286.788Y18.37510.227J-0.106

G02X287.652YI 8.231 J-0.25

~~ - 19-

CNAD - MECATRÓNICA VGA ~ *FRAM”

PREPARACIÓN ENGRANE

o1 19 TO 1 M98P8001 M98P8000S1 OOOHOI NI0 GOOX-38.Y45.Z5. GOIZ-5.F80 M98P118

M98P118 GOOZ75. TO2 M98P8001 M98P8000S1200H02 N20

GO1 F-9.8F80

GOOX-38.Y4525. GO 1 Z-1 O. F80 M98P118 GOOZ75 TO8 M98P8001 M98P8000S800H08 N30

GOOZ75.XOYO M30

G98G73XOYOZ-30.R5.Q4.F80

XIO. Y-12.5 x12. Y45. X12.5 Y45. x21. Y45 . X29. Y45. x35. Y-45. X38. Y45. x11. Y12.5 x3. Y45. x-5. Y125 X-12.5 Y45. xo G41Y7. G02J-7. G40GOlY45.

M99 GO 1 X-38.Y45.

SUBPROGRAMA (PREPARAR ENGRANE) 0118 GOIY45.Fl O0 X-30. Y45. x-22. Y-45. X-14. Y45. X-12.5 Y-45. x-5. Y-12.5 x3. Y-45.

- 2 0 -

CNAO - MECATRbNlCA VGA ~ 'FRAM"

@M06;@M17 PROGRAMA EN APT (ENGRANE) SI,P6,@G42

13.CCW,P3 PART,@PINON-l MCHN,CUT,ABS FEED,200;@% PO=O,O Cl=P0,16.5 C2=P0,21.5 SI=PO,-.75A S2=P0,.75A PI=Sl,C2,L P2=Sl,Cl ,L P3=S2,C1 ,R P4=17,.75A P5=16.5,0 PG=Sl,Cl,R P7=S1, C2,R P8=S2,C1 ,L P9=17,180.75A

M3=1.5,20,25A 13=Cl,P5,M3 C3=13

@NO1 RPD,PI @M06;@M17 S I ,P2,@G41 13,CW,P3 @M07 RPD, P7, @G40 @M06;@M17 Sl,P6,@G41 13,CW,P8 @M07

******

********

51,p4 @M07 RPD,PO,@G40 @M99 f1n1 PEND

RPD,PO,@G40 @M99 @NO2 PEN,5 RPD,PI @M06;@M07 Sl,P2,@G42 13,CCW,P8 S2,P9 @M07 RPD,P7,@G40

-21 -

CNAD ~ MECATR~NICA VGA - .FR4M'

ENGRANE CN.

NO1 GgOGOOX-21.498YO.281 M06 MI7 GO1 X-16.499YO.216G41 G02X-16.496Y0.383116.499J-0.216 X-15.863Y0.7614.928J-7.532 X-15.261YI .05313.549J-6.536 X-14.761Y1.24612.646J-6.132 X-14.31Y1.37611.644J-4.843 X-13.982Y1.44111.022J-4.263 X-l3.715Y 1.47 1 10.444J-2.77 X-I 3.582Y 1.47610.148J-2.333 X-13.515Y1.47210.004J-0.585 G01X-13.048Y1.421 G02X-12.848Y2.68113.048J-1.421 G01X-13.308Y2.776 G02X-13.373Y2.79310.119JO.572 X-I 3.499Y2.83910.736J2.22 X-13.743Y2.9511.035J2.608 X-14.035Y3.11411.998J3.901 X-I 4.423Y3.37712.67154.361 X-14.839Y3.71413.995J5.352 X-15.322Y4.17914.913J5.585 X-15.806Y4.73316.529J6.195 X-15.57Y5.461 I1 5.806J-4.733 X-14.852Y5.62512.359J-8.685 X-14.188Y5.71711.356J-7.313 X-13.653Y5.74610.621 J-6.65 X-13.185Y5.7310.066J-5.114 X-12.852Y5.6911-0.344J-4.369 X-12.59Y5.6371-0.4345-2.771 X-12.461Y5.61-0.58J-2.265 X-12.398Y5.5771-0.177J-0.557 GOIX-11.97Y5.384 G02X-11.391Y6.519111.97J-5.384 GOIX-11.799Y6.753 G02X-11.855Y6.78910.29JO.507 x-l1.961Y6.87211.386J1.883 x-l2.159Y7.052l1.79J2.16 X-12.386Y7.29813.106J3.094 X-12.674Y7.66813.888J3.322 X-12.965Y8.11815.454J3.856 X-13.28Y8.70916.398J3.793

x-I 3.57~9.38618.123J3.874 X-1 3 .12~1 O.OO5113.57J-9.386 X-12.386y9.9391-0.441J-8.989 X-1 1.727Y9.8221-0.971 J-7.374 x-l1.209Y9.6841-1.464J-6.517 x-lO.768Y9.5241-I .518J-4.884 x-10.464Y9.3841-1.679J4.049 X-10.23IY9.2521-1 .269J-2.502 X-IO.I2Y9.1771-1.252J-1.975 X-I 0.068Y9.1351-0.341 J-0.475 G01X-9.72Y8.819 G02X-8.819Y9.7219.72J-8.819 GO1 X-9.135Y 10.068 G02X-9.177YI O. 1210.433JO.393 X-9.252Y10.23111.9J1.363 X-9.384Y 10.46412.37J1.502 X-9.524Y10.76813.909J1.983 X-9.684Y11.20914.724J1.959 X-9.822Yll.72716.379J1.982 X-9.939Y12.38617.257J1.63 X-lO.OO5Y13.1218.923J1.175 X-9.386Y13.57110.005J-13.12 X-8.709Y 13.281-3,19768,413 X-8.118Y12.9651-3.202J-6.713 X-7.668Y 12.6741-3.406J-5.745 X-7.298Y 12.3861-2.9525-4.176 X-7.052Y12.1591-2.848J-3.333 X-6.872Y11.9611-1.98J-1.988 X-6.789Y11.8551-1.85-1.492 X-6.753Y11.7991-0.471 J-0.346 GO 1 X-6.5 19Y 1 1.39 1 G02X-5.384YI 1.9716.519J-11.391 G01X-5.577Y12.398 G02X-5.6Yl2.46110.534JO.24 X-5.637Y12.5912.228JO.709 X-5.691Y12.85212.717JO.696 X-5.73Y13.18514.33JO.677 X-5.746Y 13.65315.098J0.402 X-5.717Y14.18816.679J-0.086 X-5.625Y 14.85217.405J-0.692 X-5.46 1 Y 1 5.57 I8.849J- 1.64 1 X-4.733Y 15.80615.461 J-15.57 X-4.179Y15.3221-5.641 J-7.013 X-3.714Y14.8391-5.12J-5.396 x-3.377Y14.4231-5.015J-4.411 X-3.114Y14.0351-4.098J-3,059 X-2.95Y13.7431-3.737J-2.29

CNAD - MECATRbNlCA VGA - "FRAM"

x-2.839Y 13.4991-2.497J-1.279 x-2.793Y 13.3731-2.1 74J-0.862 X-2.776Y13.3081-0.555J-0.184 G01X-2.68Y12.848 G02X-1.42IY 13.04812.68J-12.848 GO1 X-I ,472Y13.515 G02X-1.476Y 13.58210.581 J0.063 X-I.47IY13.71512.338J-0.015 X-I .441Y13.98212.8J-0.177 X-I ,376Y14.3114.328J-0.694 X-I .246Y14.76114.973J-I .I93 X-I .053Y15.26116.325J-2.146 X-0.76Y15.86316.829J-2.947

XO.38310.383J-16.496 X0.76Y 15.8631-7.53254928 X I .053Y15.2611-6.536J-3.549 X I .246Y14.7611-6.132J-2.646 X I .376Y14.311-4.843J-I ,644 X I .441Y13.9821-4.263J-I ,022 X I .471Y13.7151-2.77J-0.444 X I .476Y13.5821-2.333J-0.148 X I .472Y13.5151-0.585J-0.004

X-0.383Y16.49617.909J-4.295

GOlXl.421YI 3.048

GO1 X2.776Y 13.308 G02X2.793YI 3.37310.572J-0.119

X2.95Y 13.74312.608J-1.035

X3.377Y14.42314.361 J-2.671 X3.714Y14.83915.352J-3.995 X4.179Y15.32215.585J-4.913 X4.733Y15.80616.195J-6.529 X5.461Y15.5714.733J-15.806 X5.625Y14.8521-8.685J-2.359 X5.717Y14.1881-7.313J-1.356

G02X2.68Y12.8481-1.421 J-13.048

X2.839Y13.49912.22J-0.736

X3.114Y14.035l3.901 J-I ,998

X5.746Y13.6531-6.65J-0.621 X5.73Y13.1851-5.114J-0.066 X5.691 Y1 2.8521-4.369J0.344 X5.637Y12.591-2.771 J0.434 X5.6Y12.4611-2.265JO.58 X5.577YI2.3981-0.557JO. 177 GOlX5.384Y11.97

GOlX6.753Y11.799 G02X6.789Y11.85510.507J-0.29

G02X6.519Y11.3911-5.384~-11.97

X6.872Y11.961 11.8835-1.386 ~ 7 . 0 5 2 ~ 12.1 5912.1 6J-1.79 X7.298Y12.38613.094J-3.106 X7.668YI2.67413.322J-3.888 X8.1 I8Y12.96513.8565-5.49 X8.709Y 13,2813.7935-6.398 X9.386Y13.5713.874J-8.123 x10.005Y13.12l-9.386J-I 3.57 X9.939Y12.3861-8.989JO.441 X9.822Y 1 1,7271-7.374 J O. 97 1 X9.684Y11.2091-6.51751.464 X9.524Y10.76814.884J1.518 X9.384Y10.4641-4.049JI ,679 X9.252Y10.2311-2.502JI ,269 X9.177Y10.121-1.97551.252 X9.135Y 10.0681-0.47550.341 GOlX8.819Y9.72

GOlXl0.068Y9.135 G02X9.72Y8.8191-8.819J-9.72

G02X10.12Y9.17710.393J-0.433 X10.23IY9.25211.363J-1.9 X I 0.464Y9.38411.502J-2.37 X I 0.768Y9.52411.983J-3.909 X I 1.209Y9.68411.959J4.724 X I 1.727Y9.82211.982J-6.379 X I 2.386Y9.93911.63J-7.257 X I 3.12Y10.005l1.175J-8.923 X I 3.57Y9.3861-13.12J-10.005 X I 3.28Y8.7091-8.41353.197 X12.965Y8.1181-6.713J3.202

X12.386Y7.2981-4.176J2.952 X I 2.674Y7.6681-5.745J3.406

X12.159Y7.0521-3.333J2.848 X I 1.961Y6.8721-1.988J1.98

X I 1.799Y6.7531-0.346JO.471 X I 1.855Y6.7891-1.492J1.8

GOlXl1.391Y6.519

GOlX12.398Y5.577 G02X12.461Y5.610.24J-0.534 X12.59Y5.63710.709J-2.228 X12.852Y5.69110.696J-2.717 X I 3.1 85Y5.7310.677J-4.33 X I 3.653Y5.74610.402J-5.098 X14.188Y5.7171-0.086J-6.679 X I 4.852Y5.6251-0.692J-7,405

G02X11.97Y5.3841-11.391 J-6.519

X I 5.57Y5.4611-1,641 J-8.849

- 2 3 -

CNAD - MECATR6NICA VGA - 'FRAM"

X15.806Y4.7331-15.57J-5.461 XI 5.322Y4.1791-7.013J5.641 X14.839Y3.7141-5.396J5.12

X14.035Y3.1141-3.059J4.098 XI3.743Y2.951-2.29J3.737 X I 3.499Y2.8391-1.279J2.497 X I 3.373Y2.7931-0.862J2.174 X I 3.308Y2.7761-0.18450.555

G02X13.048YI ,421 1-12.848J-2.68

~14.423~3.37714.411 J5.015

GOlXl2.848Y2.68

G01X13.515Y1.472 G02X13.582YI .47610.063J-0.581 X I 3.71 5Y1.471 I-0.015J-2.338 X13.982Y1.4411-0.1775-2.8 X14.31Y1.3761-0.694J4.328 X14.761Y1.2461-1.193J-4.973 X I 5.261Y1.0531-2.146J-6.325 X 1 5.863YO .76 1-2.947 J-6.829 X I 6.496YO.3831-4.295J-7.909 X I 6.499YO.2161-16.496J-0.383 M07

M06 MI7

GOOX21.498Y-0.281G40

GO1 X I 6.499Y-0.216G41 G02X16.496Y-0.3831-16.499J0.2 16 X15.863Y-0.7614.92857.532 X I 5.261Y-1.0531-3.54956.536 X14.761Y-1.2461-2.64656.132 X14.31Y-1.3761-1.644J4.843 X13.982Y-1.4411-1.022J4.263 X13.715Y-1.4711-0.444J2.77 X I 3.582Y-1.4761-0.148J2.333 X I 3.51 5Y-1.4721-0.004JO.585 GOlXl3.048Y-1.421 G02X12.848Y-2.681-13.048J1.421 GOlXl3.308Y-2.776 G02X13.373Y-2.7931-0.119J-0.572 X I 3.499Y-2.8391-0.736J-2.22 X I 3.743Y-2.951-1.035J-2.608 X14.035Y-3.1141-1.998J-3.901 X14.423Y-3.3771-2.671 J-4.361 X14.839Y-3.7141-3.995J-5.352 X I 5.322Y-4.1791-4.913J-5.585 X15.806Y-4.7331-6.529J-6.195 X I 5.57Y-5.4611-15.806J4.733

~14.852Y-5.6251-2.359J8.685

X I 3.653Y-5.7461-0.621 J6.65 x14.188Y-5.7171-1.356J7.313

X I 3.1 85Y-5.731-0.066J5.114 X I 2.852Y-5.69110.344J4.369 x12.59Y-5.63710.434J2.771

X I 2.398Y-5.57710.177JO.557 XI2.461Y-5.610.58J2.265

GOlXl1.97Y-5.384 G02X11.391Y-6.5191-1 I .97J5.384 GOlXl1.799Y-6.753 (302x1 1.855Y-6.7891-0.29J-0.507 X I 1.961Y-6.8721-1,3865-1.883 X I 2.1 59Y-7.0521-1.795-2.16 X12.386Y-7.2981-3.106J-3.094 X I 2.674Y-7.6681-3.8885-3.322 X I 2.965Y-8.1181-5.454J-3.856 X I 3.28Y-8.7091-6.398J-3.793 X I 3.57Y-9,3861-8.1235-3.874 X I 3.1 2Y-10.0051-13.57J9.386 X I 2.386Y-9,93910,441 J8.989 X I 1.727Y-9,82210,971 J7.374 X I 1.209Y-9.68411.464J6.517 X I 0.768Y-9.52411.518J4.884 X I 0.464Y-9.38411.679J4.049 X I 0.231Y-9.25211.269J2.502 X I 0.12Y-9.177l1.252J1.975 X I 0.068Y-9.13510.341 J0.475 GOlX9.72Y-8.819 G02X8.819Y-9.721-9.72J8.819 GOlX9.135Y-10,068 G02X9.177Y-1 O. 121-0.4335-0.393 X9.252Y-10.231I-1.9J-1.363 X9.384Y-10.4641-2.37J-1.502 X9.524Y-10.7681-3.909J-1.983 X9.684Y-11.2091-4.724J-1.959 X9.822Y-11.7271-6.379J-1.982 X9.939Y-12.3861-7.257J-1.63 X I 0.005Y-13.121-8.923J-1,175 X9.386Y-13.571-10.005J13.12 X8.709Y-13.2813.197J8.413 X8.118Y-12.96513.202J6.713 X7.668Y-12.67413.406J5.745 X7.298Y-12.38612.952J4.176 X7.052Y-12.15912.848J3.333 X6.872Y-11.96111.98J1.988 X6.789Y-11.85511.8J1.492

- 2 4 -

CNAD - MECATR~NICA VGA - “FRAM”

x6.753Y-11.799lO.471 J0.346 GOlX6.519Y-11.391 G02X5.384Y-11.971-6.519J11.391 GOlX5.577Y-12.398 G02X5.6Y-12,4611-0.5345-0.24 X5.637Y-12.591-2.228J-0.709 ~5 .691 Y-I 2.8521-2.71 7J-0.696 X5.73Y-13.1851-4.33J-0.677 X5.746Y-13,6531-5.0985-0.402 X5.717Y-14.1881-6.679JO.086 X5.625Y-14.8521-7.40550.692 X5.461Y-15.571-8.849JI ,641 X4.733Y-15.8061-5.461 J15.57 X4.179Y-15.32215.641 J7.013 X3.714Y-14.83915.1255.396 X3.377Y-14.42315.015J4.411 X3.114Y-14.03514.098J3.059 X2.95Y-13.74313.737J2.29 X2.839Y-13.49912.497J1.279 X2.793Y-13.37312.174JO.862 X2.776Y-13.30810.555JO.184 GOlX2.68Y-12.848 G02X1.421Y-13.0481-2.68512.848 GOlXl.472Y-13.515 G02X1.476Y-13.5821-0.581J-0,063 X I .471Y-13.7151-2.338JO.O15 X I .441Y-13.9821-2.8JO.l77 X I .376Y-14.311-4.328J0.694 X I .246Y-14.7611-4.973J1.193 X I .053Y-15.2611-6.325J2.146 XO.76Y-15.8631-6.829J2.947 XO.383Y-16.4961-7.909J4.295 X-0.3831-0.383516.496 X-0.76Y-15.86317.532J4.928 X-l.053Y-15.26116.536J3.549 X-1.246Y-14.76116.132J2.646 X-I .376Y-14.3114.843JI ,644 X-I .441Y-l3.98214.263J1,022 X-l.471Y-13.71512.77JO.444 X-l.476Y-13.58212.333JO.148 x-~.472Y-13.51510.585J0.004 GOIX-1.421Y-13,048 G02X-2.68Y-12.84811.421J13.048 G01X-2.776Y-13.308 G02X-2.793Y-I 3.3731-0.572JO.119 X-2.839Y-13.4991-2.2250.736 X-2.95Y-13.7431-2.608JI ,035

x-3.1 MY-14.0351-3.901 J1.998 x-3.377~-14.423111.361 J2.671 x-3.714Y-14.8391-5.352J3.995 X11.179Y-15.3221-5.585J4.913 X4.733Y-15,8061-6.195J6.529 X-5.461Y-15.5714.733JI 5.806 X-5.625Y-14.85218.685J2.359 X-5.717Y-14.18817.313J1.356 X-5.746Y-13.65316.65JO.621 X-5.73Y-13.18515.114JO.066 X-5.691Y-12.85214.369J-0.344 X-5.637Y-12.5912.771 J-0.434 X-5.6Y-12.46112.265J-0.58 X-5.577Y-12.39810.557J-O. 177 GOIX-5.384Y-11.97 G02X-6.519Y-11.39115.384J11.97 GOIX-6.753Y-11.799 G02X-6.789Y-11.8551-0.507JO.29 X-6.872Y-11.961I-1.883J1.386 X-7.052Y-12.1591-2.16J1.79 X-7.298Y-12.3861-3.094J3.106 X-7.668Y-12.6741-3.322J3.888 X-8.118Y-12.9651-3,85655,454 X-8.709Y-13.281-3.793J6.398 X-9.386Y-13.571-3,87458,123 X-10.005Y-13.1219.386J13.57 X-9.939Y-12.38618.989J-0.441 X-9.822Y-11.72717.3745-0.971 X-9.684Y-11.20916.517J-1.464 X-9.524Y-10.76814.884J-1.518 X-9.384Y-10.46414.049J-1.679 X-9.252Y-10.23112.502J-1.269 X-9.177Y-1 O. 121 1.975J-1.252 X-9.135Y-10.06810.475J-0.341 GOIX-8.819Y-9.72 G02X-9.72Y-8.81918.819J9.72 GOIX-10.068Y-9.135 G02X-10.12Y-9.1771-0.393JO.433 X-IO.231Y-9.2521-1.363JI .9 X-I 0.464Y-9.3841-1.502J2.37 X-I 0.768Y-9.5241-1.983J3.909 X-I 1.209Y-9.6841-1.959J4.724 X-I 1.727Y-9.8221-1.982J6.379 X-I 2.386Y-9.9391-1.63J7.257 X-I 3.12Y-10.0051-1.175J8.923 X-I 3.57Y-9.386113.12JI 0.005 X-I 3.28Y-8.70918.413J-3.197

CNAD - MECATR6NICA VGA - TRAM"

1

X-l2.965Y-8.11816.713J-3.202 X-12.674Y-7.66815.745J-3.406 X-I 2.386Y-7.29814.176J-2.952 X-12.159Y-7.05213.333J-2.848 X-I 1.961Y-6.87211.988J-1.98 X-I 1.855Y-6.78911.492J-1.8 X-I 1.799Y-6.75310.346J-0.471 GOIX-11.391Y-6.519 G02X-11.97Y-5.384111.391 J6.519 GO1 X-I 2.398Y-5.577 G02X-12.461 Y-5.61-0.24JO.534

G03Y-0.216116.499J-O.2I 6 GOIX-16.999Y-0.223

GOOX21.498Y-0.281 G40 M07

M06 m17 GO1 X I 6.499Y-0.216642

GOlX16.999Y0.223 M07 GOOXO.YO.G40

G03Y0.2161-16.499JO.216

X-12.59Y-5.6371-0.709J2.228 M99 X-I 2.852Y-5.6911-0.69652.717 X-I 3.185Y-5.731-0.677J4.33 X-I 3.653Y-5.7461-0.402J5.098 X-14.188Y-5.71710.086J6.679 X-14.852Y-5.62510.692J7.405 X-15.57Y-5.461 11.641 J8.849 X-15.806Y-4.733115.57J5.461 X-I 5.322Y-4.17917.013J-5.641 X-14.839Y-3.71415.396J-5.12 X-l4.423Y-3.37714.411 J-5.015 X-14.035Y-3. I 1413.059J4.098 X-I 3.743Y-2.9512.29J-3.737 X-I 3.499Y-2.83911.279J-2.497 X-I 3.373Y-2.79310.862J-2.174 X-I 3.308Y-2.77610.184J-0,555 G01X-12.848Y-2.68 G02X-13.048Y-1.421112.848J2.68 GOIX-13.515Y-1.472 G02X-13.582Y-1.4761-0.063JO.581 X-13.715Y-1.47110.015J2.338 X-13.982Y-1.44110.177J2.8 X-14.31Y-1.37610.694J4.328 X-14.761Y-1.24611 .I 93J4.973 X-I 5.261Y-1.05312.146J6.325 X-I 5.863Y-0.7612.94756.829 X-16.496Y-0.38314.295J7.909 X-I 6.499Y-0.216116.496JO.383 M07 GOOXO.YO.G40 M99 NO2

M06 M07

X-21.498YO.281

GOIX-16.499Y0.216G42

- 2 6 -

CNAD - MECATRbNICA VGA - IFRAM'

SUBPROGRAMA DE PREPARACIÓN.

G80G40 G91 G28ZO G49 M05 M09 M01 M06 M99

08001(SUBE-HUSI)

SUBPROGRAMA PARA ESTABLECER SISTEMA DE TRABAJO.

G90G54G43GOOXOYOZ75. MO 1 M03 1m08 M99

08000(BAJA-HUSI)

-27-


Apéndice C. Planos de montaje.

- c -

I 1 I Yenfair d i c I m < i o n . I 'I I P O l f l I C O P f i d O d OI,ip"O<iO" I H o l t r i o l

{ < < h a : 14112198 CENTRO NACIONAL OE Rt f r r rn t ia : ACNAUZACION WCENTE

-

V E H I C U L O V G A " f R A M "

A r o f . : m.

I Obrrriorionrr

Pray. R . C . G . G . 0 i b . R . C . G . G . R e v . Y . A . U . G .

Ne. 2 9

' I 1 I N o n l ~ i r dr t l r i o t i o n . I l l h t l t I C O b f i d O d D t l i g n O C i O n I Holtriol

f~ch~:l4llz/98 CENTRO NACIONAL DE R i l r r m i o : ACTUAUZACION OOCENTE

V E H I C U L O VGA " í R A M "

A l e f . : <m.

I O b i t r i o t i o n < $

P r e ) . R . C . C . C . D ib .A .C .G.C . R e i . H.A.U.G.

No. 30

VGA - “FRAM CNAD - MECATRbNIC.4

Apéndice D. Diagramas Esquemáticos.

- D -

c7

h z O U

W

H

a

a

W [

O P

H 3 OI N H

w

?z O cn zz w co

m hi

I

t. U

TABLA PARA EL APENDICE D.4

Nota : El conector de la tarjeta de comparación no se describe porque solo es una señal de paso hacia el sistema mínimo.

I LB164 78LOI

SO = Señal para elevar (SV). Bit O, PPI C.

Si = Señal para bajar (SV). Bit 1, PPI C.

*' MOTOR C.D.

D.5 DIAGRAMA ELECTRIC0 DEL CIRCULTO DE ELEVACION.

1

D.

G lk

CK

A INTERFAZ

_c - -

Si = Sensor Izquierdo Sd = Sensor Derecho

/ 4 LM339

TIP120

A INTERFAZ ITsp SP = Conector de Sensores de piso CK = Conector de seiíal de reloj.

I

DIAGRAMA ELECTRIC0 DE LOS CIRCUITOS DE COMPARAL,,N Y SENA DE RELOJ

INTERRUPTORES SELECTORES

I I

? 1 SALIDA MODO MANUAL 12 v

t F." - - -

SALIDA MODO AUTOMATIC0 12 v

IULiU. - IN OUT

5 v 12v = FUENTE PORTATIL

(BATERIAS, 10 A.

D.7 DIAGRAMA ELECTRIC0 DE LOS CIRCUITOS DE DISTIUBUCION DE POTENCIA

\

I I

L

r

CNAD ~ MECATRdNlCA VGA - 'FRAM"

Apéndice E. Datos Técnicos de los Dispositivos Electrónicos.

- E -

T

I Blpolar Power Translstom

Table 8. Metal TO-204 (Formerlv TOUI. TO-204AE

CASE 197A-03 TO-204AE (Used for high Wrrent types al end of

fable. See rypes w/rootnote(i6).)

. . Dw!€sS nsted In Wld. kllc 818 MoIOmla preferred devices.

Bipolar Power Transistors 5.3-32 Motorola Master Selection Guide Rev 6

. I 1 @ MO7VROLA

SCHMIlT TRIGGERS DUAL GATE/HEX INVERTER

The Sh54LS174LS13and SN54LSi74LCl4c0nlaniogs galeslinvorteis Vhch a w e p sldnddra TTL mvut siqnais ana p<wIoe slandaia i i L outpul kvels lney aie cambie o1 Iransioimmg slowy cnang ng tnvut s.gnais ni0 snarpiy delinea pnei-line o d ~ u l signals Aaaii~onaiv. they nave greater noise margtn man COnvenliOnal inverters

Eacn ci~cuit cmta ns a Scnmin 11 ggei loiIo*ea w a Daningion level sn ne, and a phase $Dimer driving a TTL totem pole output The Schmin tiigger dses positive t & ~ a c * IO enenivei SWLV uo* fnput tfansmns a m ,TO& dinerent invui inresno d voltages lor pos I ve ano negai re-go "g trans t ons Th6 hys:eiesis M i w e n Ihe poslweqong a m negabve going i n p ~ i Ih<eshalas lhva ly 800 mVi is aeiermfne<l ("lema 'y ay #es stor iatios ana cs eSSCni.a l y amens I ve lo lernperaiure and s-pviy voiiage var.aijons

LOGIC ANO CONNECTION DIAGRAMS

SN54174LSII

~

GND

SNYI74LSl4 VCL

SN54/74LS13 SN54/74LS14

-

CCHMITT TRIGGERS DUAL GATEMEX INVERTER

LOW POWER CCHOTiKY

J SUFFIX CERAMIC

CASE 632.08

1

N SUFFIX PUSTIC

CASE €46-06

O SUFFIX SOlC

CASE 751A-O2

ORDERING INFOAMATION

SN54LSXXJ Ceramic SN74LSXXN Plastc SN74LSYXD SOlC

GUARANTEED O?ERATINC RANGES

FAST AND LS T i L DATA

5-24

@ MOlYlROLA

QUAD 2-INPUT AND GATE

GUARANTEED OPERAnNG RANGES

"cc

I

SN54/74LS08

QUAD 2-INPUT AND GATE

LOW POWER SCHO'íTKY

J SUFFIX CERAMIC

CASE 63244

N SUFFIX PUSTIC

CASE MM)6

0 SUFFIX soic

CASE751A-02

ORDERING INFORMATION I SNSLSXXJ cerarnr SN74LSXXN Pbsw SN74LSXXD SOIC I

FAST AND LS TTL DATA

5-14

@ MOTOROLA

TRIPLE 3-INPUT AND GATE SN54/74LS11 1

GND

I TRIPLE 3-INPUT AND GATE

LOW POWER SCHOlTKV

J SUFFIX f$$! CASE632-08 CERAMIC

1.

N SUFFIX PUSTIC

CASEó46-06

1 1 CASE 75lA-O2

ORDERING INFORMATION

SN54LSXXJ Ceramic SN74LSXXN Plastic SN74LSXXD SOlC

GUARANTEEDOPERATINGRANGES


5.20

@ MOlOROLA

QUAD 2-INPUT OR GATE

QUAD 2-INPUT OR GATE

GUARANTEED OPERATING RANGES

SN54174LS32 1 i J SUFFIX C E M i C

CASE 63208

N SUFFIX PLASTIC

CASE -6-06

D SUFFIX SOlC

CASE 7 5 1 A 0 2


SNYLSXXJ Ceramic SN74LSXXN Plas$c SN74LSXXD SOlC

Srmmi Pii.-ta, MI" TYP Ya. unn VCC S"PP0f vortaps Y 4.5 5.0 5.5 V

TA Owrating Ambient Temperaiure Ranpe 51 -55 25 I25 'C

14 4.75 5.0 5.25

74 O 70

FAST AND LC TTL DATA

5-43

@ MOlOROlA

QUAD 2-INPUT EXCLUSIVE OR GATE

TRUTn TABLE

L H H H H H H L

SN54174LS86

W A D 24NPUT EXCLUSIVE OR GATE

LOW POWER SCHOlTKV

J SUFFIX CERAMIC

1. !qfáRil CASE6J208

I

N SUFFIX P U S 1 c

I. CASE 64506

0 SUFFIX SOIC

CASE 751A02


SN54LSXW tcramic SN74LSXXN Plastic SN74LSUD SOlC

GUARAMEEDOPERAnNGRANGES


5-87

Other Llneer Clicults

Timing Circuits These highly stable timers are capable of producing

amrate time delays or oscillation. in the time delay mode of operation, the time is precisely controlled by one external resistor and capacitor. For a stable operation as an oscillator, the free-running frequency and the duly cycle are both accurately controlled with two external resistors and one capacitor. The output structure can source or sink up to 200 mA or drive TTL circuiis. iiming intervals from microseconds through hours can be obtained. Additional terminals are provided for triggering or resetling it desired.

Singles MCI455Pi,U,D TA = O" to +70"C, Case 626,693,751

MCI 4550P1 TA = -40" to +8S°C. Case 626

Duals MC3456L.P TA = O" to +70"C, Case 632.646

NE556A.N TA = O" to +70°C. Case 646

NE556D TA = O" to +7OoC. Case 751

THRESHOU)

VOLTAGE DISCHARGE

OUTPUT ,. .

TRIGGER . .

Multipliers Linear Four-Quadrant Multipliers 7 Multipliers are designed for use where the Output Voltage is a linear product of, two input voltages. Typical applications include: multiply. divide, square, rwt-mean-square, phase detector, frequency doubler, balanced modulatorldemodula. tor, electronic gain control.

10 8.0

6.0

w 4.0 E 0 s 2.0

5 , -2.0

i

: o

O ' -4.0

> -6.0

-8.0

-'of0 4.0 6.0 -4.0 -2.0 O 2.0 4.0 6.0 8.0 10 Vx. INPUT VOLTAGE M

MC1594L TA = -55" to +125'C, Case 620

MC1494L TA = O" lo +70"C. Case 620

The MC1594/MCí494 is a variable transconductance multiplier with internal level-shin circuitry and voltage regulator. Scale factor, input offsets and output offset are completely adjustable with the use of four external potentiometers. Two complementary regulated vollages are provided lo Simplify offset adjustment and improve power supply rejection.

MC1595L TA = -55' to +125" C, Case 632

MC1495L TA = O" to +70" C. Case 632

These devices are designed for uses where the output is a linear product of two input voltages. Maximum versatility is assured by allowing the user to select the level shift method. Typicalapplicationsinclude: multiply,divide(l), square root(l), mean square('), phase detector. frequencydoubler, balanced modulatoridemodulator, and electronic gain control.

(')When used with an operational amplifer.

.. .. . . . . . . . .. .. .

.~ . . . ..

. . . . .

. .. . . . . . . .

. . . . . . . .

Linear and Interiaa, Inkgrated ci&its I 4.10-2 Motorola Master Selection Guide Rev 6

MOTOROLA SEMICONDUCTOR - MC1458,C

MC1558

, Wde Common Mode and Dilíerenliat Vonage Aanges . L- Power Cwisumplion NO Larch-UP

! R.llng Symbol M C I W UClsyI unn

I

(DUAL MC1741)

(Dual MC1741) I Internally Compensated, High f performance Dual Operational

SILICON MONOLI'T"I INTEGRATED CIRCUIT I

P1 SUFFIX PUSTIC PACKAGE

CASE 626

U SUFFIX CERAMIC PACKAGE

CASE 693

D SUFFIX PLASTIC PACKAGE

CASE 751 IS081

I PIN CONNETlONS I EQUIVALENT CIRCUIT SCHEMATIC I

ORDERING INFORMATlON

MOTOROLALiNEAWlNTERFACE ICs DEVICE DATA

2-101

MC7800 Series

UOTOROLA

eCHNICAL DATA SEMICONDUCTOR -

Davhn

Three-Terminal Positive Voltage

aitpn vonw Tested 0persli"Q T ü h l K 4 JUKtlW T m D . Ran- Pa-

THREE-TERMINAL

VOLTAGE REGULATORS PosrnvE FIXED

VC78xxCT UC78XXACT

T WFflX PUSTI€ PACKAGE

CACE 221A

PIN I . lnpuf 2. Gr~und 3. ournut

<F 10 +l2.5% PUaStiS 4% h Mc7806 6on MC7815 1 5 V

MC70OB B O V MC7818 1 8 V MC7809 9 O V

MOTOROLALINEAWINTERFACE ICs DEVICE DATA

3-125

a

i

j !

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t t

PERMANENT MAGNET DC GEARED MOTORS I

I

BARBER COLMAN GEARED DC MOTOR Model #CYQC-23604-39

b?.€ss iated for 32VDC. 44ma.. 24RPM N o .oad

.ab Test @ 24VDC

W M cumtxl m 20 .043A. N.L. 16 1 .OA. 60or-i 10 2.OA. 1250Z-ii

limensions: lody: 2" dia. x 3-114' L., Pilot: 1 - 1 W ia.x 1/16.. oles haft: 0.250" dia. x 7/16' L. with flat.

itock No. DM-628. . . . 3.1 7.5C

Face Mount: (2) tapped (10-321 on 1-112' dia. 8.C.

;LOBE 3A1548 DC Motor with 'recision Clutched Dual Speed ;earhead. ipecs. 4VDC input on motor & clutch. ligh speed. 24VDC. 85ma.. 230 RPM iith clutch [de-energized) Dw speed. 24VDC. 85ma.. 15 RPM iith clutch (energized) ab Test: igh speed. 24VDC. 550ma. 150 RPM tith 50 02-in load applied l w speed. 24VDC. 190ma.. 15 RPM i th 120-1 + I 02-in applied imensions: Body 1-112' dia. x 6.114-1.. lo1 1-11Z"dia. x 314'L.. Flange Mi. 2" 1. x 118' w l 4 holes on 1-112" centers iaft:0.250' x 314' L JE tock NO. D M - 5 0 5 . . . . .$79.0

BUHLER GEARED D.C. MOTOR MODEL #127P91172

Rated for 24VDC. 370 RPM, 90

ma. No l oad

Lab Tesi. 280 RPM. 400 ma. @ 21.2 oz-in. torque. sfalled @ 60.0 oz.-in.. 1 Amp.

Body: 1.38' dia. x 2.5' L. Shaft Offset: 0.194' dia. x 0.630 L with flat. connection via 20" leads. Mounting (31 tapped 4-40 holes on face Stock No. DM-639. . . . .$16.01

IARBER-COLMAN iearhead DC Motor Vlodel #CYQC-23400-51-5

ir>scs; * Rafed Specs: 24 VDC; 9.1 RPM

tun lond

No l o a d Speed: 11.1 RPM * Toque: 140 oMn conilnuous * Currenf: 23.5 ma @ lull load

w: ,ody 2' dia. x 3.114.L. ilot 1-118' dia. x 1/16' , face mount.. 21 tapped holes (10-32). n 1-112- dia. 8.C. haft: offset. dia: 0.250 x 11116" L. 11 flat

:tock No. DM-614. . . . 3 2 1 . 5 0

4RBER-COLMAN i'QC43204-46 Gearhead DC otor. 3ecs.

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' Mar. l o a d 150 02-in. ,

24 VDC. 7 h a . . 40 RPM no load.

Speed @ max. ked 32 RPM Cunenl 6' max. b a d 375ma.

u2sllwG dy 2' dia. x 3-1/4'L.. Pilot 1.118" I. x 1/16". face mi.. 121 tamed les(l0-321. on 1.112. dia. BC, Shaft: 'set 250" dia. x 7116'L. :ock No. DM-492. . . . $17.50

I

(

iRBER-COLMAN Geared PM : Motor >del #FYQF63410-32

Raied for 24 VDC.. 250 RPM, 120 ma. no load

Conünuous forque raring: 34 or/in iensions: 1.38' dia. x 2.518" L. :e mount (31 4-40 holes. shaft offset 875' x 314" L.

Jck No. DM-575 . . . .$15.50

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S€RVO MOTOR TACHS with ENCODER§

I TACH SENSITIVITY I 7.0 voltslkrpm TACH REISSTANCE 100 ohms

I +I- 1.5% TACH RIPPLE

5300 Series

7.0 vonskrpm 7.0 voltslktpm 100 ohms 100 ohms

+/-1.5% +I- 1.5%

CONTINUOUS TORQUE

,099 or-inlseclsec .196 oz-inlsedsec ,248 ozinisedsec

[I -

- AI M Di

ENCODER ELECTRICAL SPECIFICATIONS

Code: lncremenlal Resolution: 1000 CPR Supply Voltage: 5VDC +/-5% Supply Current: 150ma. max.

Oulput Formal: 2 channel quadrature with complements 1 marker channel with complement Oulpul Signal: Differential Line DrNer (5VDC) Frequency Response: 0.100 KHZ

OulPul Device: 8830 or equal line driver

SERVO SYSTEMS CO. 115 MAIN RD:MONiVlLLE N.J. 07045-0097.973-335-1007 TOLL FREE 800-922-1 103 FAX 973-335-1661 SE¡ k:&

CNAD - MECATR6NICA VGA - "FRAM'

Material.

Nombre Característica Aluminio 6063 T-5 Placa 12.7mm

Aluminio 6063 T-5 Cuadrado de 76.2x76.2mm

Observaciones. Placa de 100x100cm Temple F # 295 Temple F #I4024

Aluminio 6063 T-5

Aluminio 6261 T-6 I2000mm de longitud I Redondo 41112 in x 1OOOmm 1 Tipo 304 Acero inoxidable

y longitud de 1 OOOmm Cuadrado de 50.8x50.8mm Temple F #I594 y longitud de 1000 mm Redondo b15.9mm x Temple F #I516

Tornillos Allen Tornillo Allen Tornillo Allen Opresores Allen. Rueda de plástico Rodamiento rígido

de longitud. M6x2cm de largo M6x3cm de largo MlOx4cm de largo M6x1 cm de largo. 15.2cmx3.8cm Arnold 650-p Una hilera de bolas 6001 SKF.

CNAD - MECATR6NICA VGA - “FRAM” I

Apéndice F. Material y equipo Utilizado.

- F -

CNAD - MECATRbNlCA VGA - “FRAW

~

Centro de rnaquinado Mor¡ Seiki Electroerocionadora Mor¡ Seiki Fresadora Convencional. Makino

23.- INTERRUPTORES. I ENCENDIDO, APAGADO. 24.- PALANCA DE CONTROL. I MANDOS DE DIRECCION.

_ - . Equipo

1 .- osc lLoscoP lo 2.- MULTIMETRO 3.- FUENTE DE VOLTAJE REGULDA 4.- CAUTIN 5.- TALADRO 6.- PINZAS Y DESARMADORES 7.- ELEMENTOS PARA SERIGRAFIA

Equipo utilizado.

Aplicación ANALISIS DE SENALES ELECTRÓNICAS ANALISIS DE PAWMETROS ENERGIZAR LOS CIRCUITOS SOLDADURA DE ELEMENTOS

ELABORACION DE TARJETAS

Control

CNAD - MECATRbNlCA VGA - TRAM”

Apéndice F. Material y equipo Utilizado.

- F -


Tipo de maquina Centro de rnaquinado Electroerosionadora Fresadora Convencional. Torno Convencional. Taladro vertical. Dobladora de placa.

23.- INTERRUPTORES. 1 ENCENDIDO, APAGADO. 24.- PALANCA DE CONTROL. I MANDOS DE DIRECCION.

Designación. Mor¡ Seiki Mor¡ Seiki Makino Makino Trupper Trupper

Equipo 1 .- osc lLoscoP lo 2.- MULTIMETRO 3.- FUENTE DE VOLTAJE REGULDA 4.- CAUTIN 5.- TALADRO 6.- PINZAS Y DESARMADORES 7.- ELEMENTOS PARA SERIGRAFIA

Control. Aplicación

ANALISIS DE SENALES ELECTRONICAS ANALISIS DE PARAMETROS ENERGIZAR LOS CIRCUITOS SOLDADURA DE ELEMENTOS

ELABORACION DE TARJETAS

- 2 -

CNAD - MECATR~N~CA VGA - "FRAM

Apéndice G. Diagramas de flujo.

- G -

CNAD - MECATRbNICA VGA - 'FRAM"

Definir constantes *

Inicio

1 Programar

PI0 4

Programar PPI

i Solicitar

informacion del puerto B

del PPI

I

Fig. G.l.- Rutina para iniciar el arranque del funcionamientodel VGA.

CNAD - MECATRbNlCA VGA - YRAM"

Se realiza la indicación de que se trabajaráen el modo 2 de

interrupciones

& Se carga la parte alta de la dirección

del vector de interrupciones

Se le indica al Z80PIO que trabajará en el modo 3

Se declara todo el puerto B del Z80PIO como de entrada

~

Se carga la parte baja del vector de interrupciones

Se habilitan las interrupciones

1 Termina rutina

Fig. G.1.a.- Rutina de programacion del Z80PIO

- 2 -

CNAD - MECATRbNICA VGA - "FRAM"

8

Deshabilitar interrupciones c

Se le indica la PPI 8255 que el Puerto B será de entrada y los

puertos A y C serán de salida.

Termina rutina 0 Fig. G.1.b.- Rutina para la programación del PPI 8255

- 3 -

CNAD - MECATRÓNICA VGA - “FRAM‘

6

sensor derecho c; -.

Girar motor izq. de frente lento y

el derecho de frente

No

+ sensor izquierdo ”. -. 1 &

Girar motor Der. No de frente lento e 4 Izq. de frente

Definir giro en funcion de los datos

guardados del camino recorrido I

fig. G.2.- Rutina que corrige el movimiento del VGA para seguir la linea

- 4 -

CNAD - MECATRbNlCA VGA - *FRAM"

Inicio

Se cargan los datos que indican

si ha ocurrido una interrupcion

No

¿Ha ocurrido una

interrupcion? I

Se carga la orden:

los dos motores de frente lentos

Se carga la orden:

los dos motores de frente

I

1

Se envia el dato a los motores

1 Guardar el dato que indica: los dos sensores sobre la linea

Cz3 Termina

Fig. G.2.a.- Rutina para avanzar los dos motores de frente

CNAD - MECATR6NICA VGA - “FRAM’

Se carga la orden:

Motor Der. de frente e Izq. de

frente lento

Se carga la orden:

Motor Der. de frente e Izq. de frente los dos

< Temina

Fig. G.2.b.- Rutina para girar motor Izq. de frente lento y Der. de frente.

- 6 -

CNAD - MECATRbNICA VGA - TRAM"

Inicio

Se cargan los datos que indican

si ha ocurrido una interrupcion

No

orden: Motor Der. de

frente lento e Izq. de frente

Se carga la orden:

Motor Der. de frente e Izq. de frente, los dos

lentos.

I

1 I


que indica: sensor izq. fuera,

Der. sobre la

Fig. G.2.c.- Rutina para girar motor Der. de frente e Izq. de frente, los dos lentos

- 7 -

CNAD - MECATRbNlCA VGA - "FRAM"

No

inicio

Se cargan los datos de las condiciones previas del terreno

Girar sobre el eje a la Izq

lento - - 4 Girar sobre el eje a la Der

lento

Termina

4 w

lg. G.2.d.- Rutina que corrige el movimiento cuando los dos Censores han salido.


Inicio (7 Se carga la

orden: los dos motores en

reversa, lentos


Termina

Fig. G.2.d.l.-Rutina para regresar lento

- 9 -

VGA . 'FRAM CNAO - MECATRONICA F

Inicio c Se carga la

orden: motor Der. de frente, Izq. en reversa, lentos


Termina

Fig. G.2.d.2.- Rutina para girar sobre el eje a la izquierda, lento.

- 10-


Se carga la orden: motor Izq. de frente, Der. en

reversa, lentos


Fig. G.2.d.3.- Rutina para girar sobre el eje a la derecha, lento.

Inicio

Pide inforrnacion acerca de los censores de obstaculos

¿Esta activo el sensor del frente? Yes

No

Yes

Limpiar el dato que da la indicacion de

ocurrencia de interrupcion

Habilitar interrupciones

-- c Termina 3 Fig. G.2.e.- Rutina para la verificacion de presencia de obstáculos.

12 -

CNAD - MECATR6NICA VGA - TRAM”

Inicio

1 Se pide informacion

acerca de los sensores de límite, de proximidad y de

parada

1 Se aisla la informacion de los

censores de límite y de choque

No

I

I

( chocadocon

Se indica que ha ocurrido una

rupcion ae 10s res de nidad

los censores de límite

F7 Termina

Manejo de interrupcion

causada por el sensor de llamada de de t e n c i 6 n

Fig. G.3.- Rutina que maneja la interrupción provocada por el Z80PIO.

- 13 -

I CNAD - MECATR6NICA VGA - TRAM'

No

Inicio 5z Regresar lento (2)

Detener motores u ¿Choco a la \ Izquierda y al ¢- Frente?

¿Choco a la Izquierda y a la

Derecha?

N O

No

Mover sensor

derecho a la derecha

Avanzar de frente lento

Mover sensor

izquierdo a la izquierda

Mover sensor

derecho a la derecha

Fig. G.3.a.- Rutina que atiende la interrupcion causada por los censores de límite.

VGA - 'FRAM" CNAD - MECATRÓNICA 1

Inicio (2 Guardar la posicion de los sensores de

pico

Mover los motores en

reversa lentos

Pedir información acerca de los censores de

límite

Detener los motores

Fig. G.3.a.l.- Rutina para regresar al VGA cuando ya no se puede avanzar de frente

- 1 5 -

CNAD - MECATRbNlCA VGA - FRAM

Cargar los datos de los sensores

de piso

- " sencorec sobre

Detener motores

I Cargarlaorden I de giro +

Mover motor derecho de frente

lento, izquierdo de frente i,

Mover motor derecho de

frente, izquierdo de frente lento

(3 Termina

Fig. G.3.a.l.- Rutina para regresar al VGA cuando ya no se puede avanzar de frente (continuación).

- 16-

I CNAD - MECATRbNiCA VGA - "FRAM"

inicio

Mover el motor derecho de frente, el izquierdo de frente

lento

Se pide información de los sensorec de i piso

Yes

Fig. 6.3.a.2.- Rutina para sortear un obstáculo por la derecha.

- 1 7 -

CNAD - MECAlR6NlCA VGA - "FñAM'

inicio (=? ~

Mover el motor derecho de frente

lento, el izquierdo de frente

i Se pide información de los censores de

piso

Termina

Fig. 6.3.a.3.- Rutina para sortear un obstáculo por la izquierda.

- 1 8 -

VGA ~ "FRAM" 1 CNAD - MECATRÓNICA

Inicio

Mover los dos motores de frente

lentos

Solicitar información de los sensores de

limite

No - Termina

Fig. G.3.a.4.- Rutina para avanzar de frente lento (2), cuando el VGA ha chocado solo a la izquierda y derecha

- 19-


inicio

Colocar los sensores de piso sobre la línea

Subir la tapa superior - Yes

Detener el subir la tapa superior

1 Enviar señal que indica el

aseguramiento de la posición del VGA

I

Fig. G.3.b.- Rutina para manejar la petición de detención de movimiento.

I - 2 0 -

VGA ~ "FRAM" CNAD - MECATR6NlCn

Pedir informaci6n de la ceflal de detención de movimiento

ic, Termina

Fig. G.3.b.- Rutina para manejar la petición de detención de movimiento (continuación).

1 CNAD . MECATRÓNICA VGA - *FWW

Apéndice H. Codificación.

VGA - "FRAM' I CNAD - MECATRdNlCA

DESCRIPCION DE LOS BITS DE CONTROL DE MOTORES Puerto A PPI8255

; b7 b6 b5 b4 b3 b2 b l bO ~.

o1 ; I I I I I I 1 I->MotorDerechoenreversa ; I I I I I I I---> Motor Derecho de frente ; I I I I I I-----> Motor lzquierdoen reversa 04 ; I I I I I-----> Motor Izquierdode frente 08 ' I I I 1------ > Motor Derecho en reversa Lento 10 ; I I I > Motor Derecho de frente Lento 20 . I I > Motor Izquierdo en reversa Lento 40 ' 1 ---------------I--- > Motor Izquierdo de frente Lento 80

02

DESCRIPCION DE LOS BITS DE ENTRADA DEL Z80-PI0 ( Pto-B ) ; b7 b6 b5 b4 b3 b2 b l bO ; I I I I I I I I->SensorDerechodeProximidad O1 ; I I 1 I I I I-->SensorCentraldeProximidad 02 ; I I 1 I I I---->SensorlzquierdodeProximidad 04 ; I I I I Sensor Derecho de Limite O8 . I I I I > Sensor Central de Limite 10 . I I I > Sensor Izquierdo de Limite 20 ; I I > Llamada de paro de movimiento 40 . No usado 80

<<<e@>>>>

pio-b equ Oe2h ; Direccion del puerto B del PI0 pio-b-d equ Oe3h ; Direccion de la palabra de control Pto. B pio-a equ OeOh ; Direccion del puerto A del PI0 pio-a-d equ Oel h ; Direccion de la palabra de control Pto. A p p i a equ OcOh ; Direccion del Puerto A del PPI p p i b equ Ocl h ; Direccion del puerto B del PPI p p i c equ Oc2h ; Direccion del puerto C del PPI ppi-w equ Oc3h ; Direccion de la palabra de control del PPI palgpi equ 82h ; Pto'is A y C de salida, B de entrada

df-if equ Oah ; Los dos motores de frente df-ir equ 06h ; Derecho de frente, izquierdo en reversa dr-if equ 09h ; Derecho en reversa, izquierdo de frente dr ir equ 05h ; Derecho e izquierdo en reversa df2f-I equ Oaah ; Los dos motores de frente (lentos) df-ir-l equ 66h ; Derecho de frente, izquierdo en reversa (lentos) dr-if-l equ 99h ; Derecho en reversa, izquierdo de frente (lentos) dr-ir-l equ 55h ; Derecho e izquierdo en reversa (lentos) dfl-ir equ 23h ; Derecho de frente lento, izquierdo en reversa

- 1 -

VGA - 'FRAM" WAD - MECATRÓNICA

dr-ifl equ 89h ; Derecho en reversa, izquierdo de frente lento df-ir1 equ 46h ; Derecho de frente, izquierdo en reversa lento drl-if equ 19h ; Derecho en reversa lento, izquierdo de frente df-ifl equ45h dfl-if equ 54h dr-ir1 equ 8ah drl-ir equ 2ah dO-if equ 08h df-io equ 02h dO-iO equ OOh ; Detener motores

inttblO equ 9500h

org 8000h

di Id sp,Offfíh call proggio

; Deshabilita interrupciones hasta que se arranca el funcionamiento

in¡ - 2: Id a,palgpi out (ppiw),a Id c,ppia Id d,OOh Id e,OOh

; Palabra de control ; Pudrto a enviar la palabra de control

; El registro D contendra los datos del terreno ; El regsitro E contendra los datos del resultado de la rutina BUSCA

otro: in a,(ppib) bit 7,a jp z,otro ei

; "Arranca" el funcionamiento

; Ahora si se le puede interrumpir

inicio: in a,(ppi-b) ; and 03h jp z,llabien cp O 1 h jp z,ila-der cp 02h jp z,lla-izq Id a,d and a jp z,reg-resa cp O1 h jp z,eje-izq jp z,eje-der

; Los dos sensores de piso sobre la linea negra

; Se ha salido por la derecha

; Se ha salido por la izquierda

; Nos salimos e ibamos bien (movimiento lento)

; Nos salimos pero giro sobre el eje a la izquierda lento ; Nos salimos pero giro sobre el eje a la derecha lento

VGA - "FRAW CNAD - MECATRbNlCA

ret-no: in a,(pio-b) and 07h jp nz,sig-int Id e,OOh

jp inicio sig-int: ei

; ((reg-resa)) subrutina para regresar al VGA lento reg-resa: Id b,dr-ir-l

out (c),b preg-lin: in a,(ppi-b)

and 03h cp 03h

; Los dos motores en reversa y lentos VI VI

; Pide informacion de sensores de piso

jp z.preg-lin Id b.OOh

; Si sigue estando fuera sigue regresando

out (c),b ; Detener motores call time in a,(ppi-b) and O1 h jp z,s-d-f

empuja: Id b,df-ifl Id d,01 h out (c),b jp ret-no

s-d-f: Id b,dr-if out (c),b

s i g o l : in a,(ppi-b) and 03h cp Olh jp nz,sig-01 Id b,dO_iO out (c),b call time jp empuja

; Pide informacion de sensores de piso

; Mover hasta: Sensor Derecho por Fuera

; La linea a la derecha

eje - izq: Id b,dO-i0 out (c),b call time Id b,df-ir out (c),b

sig-izq: in a,(ppi-b) and 03h jp nz,sig-izq Id b,dO-iO out (c),b call time jp ret-no

; Girar sobre el eje a la izquierda

: Si todavia esta fuera sigue girando

; Se regresa al programa principal

- 3 -

CNAD - MECAlR6NlCA VGA ~ "FRAM"

eje-der: id b,dO-iO out (c),b call time Id b,dr-if out (c),b

sig-der: in a,(ppi-b) and 03h jp nz,sig-der id b,dO-i0 out (c),b call time jp ret-no

; Girar sobre el eje a la derecha

; Si todavia esta fuera sigue girando

; Se regresa al programa principal

Iiabien: Id a,e bit 0,a jp nz,int-I Id b,df-if ; Los dos motores de frente A A out (c),b Id d,OOh jp ret-no

int-I: Id b,df-if-i out (c),b Id d,OOh jp ret-no

; Ha ocurrido una interrupcion

; Vamos sobre la linea

; Los dos motores lentos

; Vamos sobre la linea

lia-der: Id a,e bit 0,a jp nz,int-2 id b,df-ifl out (c),b id d,Olh jp ret-no

out (c),b Id d,01 h jp ret-no

; Ha ocurrido una interrupcion ; Generamos el arco hacia la izquierda

; Salimos por la derecha

int - 2: id b,df-ifl

; Salimos por la derecha

Ila-izq: Id a,e bit 0,a jp nz,int-3 Id b,dfl-if ; df-if ; Se genera el arco out (c),b id d,02h jp ret-no

out (c1.b

; Ha ocurrido una interrupcion

; Salirnos por la izquierda

int-3: Id b,dfl-if ; Se genera el arco

- 4 -

VGA - 'FñAM" CNAD - MECATR6NICA

Id d,02h jp ret-no

; Salimos por la izquierda

proggio: im 2 Id a,95h ;Id a,OaOh Id ¡,a Id a,OctI :PI0 in Dor bits out (pio-b-d),a. ;PlO'puertoB Id a,7th out (pio-b-d),a ;BO,B1,62,B3,B4,B5 y B6 como entradas Id a,OOh out (pio-b-d),a ; vector de int Id a,Ob7h out (pio-b-d),a ; Habilit. interr. Id a,80h out (pio-b-d),a ; Cual interrumpira?

Id a,Ofh ;PI0 out out (pio-ad),a ;PI0 puertoA Id a,OOh out ( pio-a) , a ret

vectbl0: Id a,OOh out (ppi-a),a

qui: nop jp qui

in a,(pio-b) ; Pedimos datos acerca de los sensores opticos y de limite and 78h ; Se aisla la informacion jp z,oc-int ; Se avisa si hay algun obstaculo, de lo contrario: bit 6,a jp nz,sub-baj Id b,dO-i0 out (c),b call time2 call time2 call time2 call time2 call time2 call time2 in a,(pio-b) and 38h cp 38h jp z,reg-lento ; Si, as¡ que debemos regresar lento cp 30h

; Se carga la orden de detener los motores ; Se detienen los motores

; " Chocaron todos?

; .' Choco a la izquierda y al frente?

CNAD - MECATRbNlCA VGA - 7R4M”

jP zm-s-der ; Si, asi que debemos: Mover-Sensor-Derecha cp 28h ; ’’ Choco a la izquierda y derecha ? jp z,fr-l cp 20h ; .. Choco solo a la izquierda ? jp z,m-s-der ; Si, as¡ que debemos:Mover-Sensor-Derecha cp 18h ; .’ Choco al frente y la-derecha ? jp z,m-s-izq ; Si, as¡ que debemos:Mover-Sensor Izquierda cp 10h ; ” Choco solo al frente ? jp z,m-s-izq ; Si, as¡ que debemos:Mover-Sensor-Izquierda cp 08h ; ” Choco solo a la derecha ? jp z,m-s-izq ; Si, as¡ que debemos:Mover-Sensor-Izquierda

oc int: Id e,01 h ; Indica al programa principal que hay obstaculo fr-T nop sale: reti ; Termina el manejo de la interrupcion

; Si, asi que debemos avanzar de frente lento

-

sub-baj: Id b,OOh out (c),b call time call time call sube

p-Ham: in a,(piob) and 40h jp nz,p-llam call baja reti

m-s-der: in a,(ppi-b) and 03h cp 03h jp z,preg cp O 1 h jp z,bien

out (c),b

and 03h cp O 1 h jp nz,sigmder Id b,dO-iO out (c),b

bien: call time2 Id b,df-ifl out (c),b call time2

preg: Id a,e

; Preguntar por situacion anterior de linea

; Estamos en la posicion adecuada moviendo: Id b,dO_if

sig-mder: in a,(ppi-b)


cp 02h jp z,moviendo jp bien

m-s-izq: in a,(ppjb) and 03h cp 03h jP Z,Pregl cpOlh jp z,bienl

out (c),b

and 03h cp 02h jp nz,sigmizq Id b,dO-iO out (c),b

bienl: call time2 Id b,dfl-if out (c),b call time2

; Preguntar por situacion anterior de linea

; Estamos en la pocicion adecuada moviendo1 : Id b,df-iO

sig - mizq: in a,(ppi-b)

; ret pregl: Id a,e

cp 02h jp z,moviendol jp bienl

; Rutina bien ; Rutina para subir la pieza Superior sube: Id a,01 h

subel: in a,(ppib) and 04h jp z,subel Id a,OOh out (ppi-c),a call time ret

out (ppi-c),a

; Rutina para bajar la pieza Superior baja: Id a,02h

baja1 in a,(ppi-b) and 08h jp z,baja Id a,OOh

out (ppi-c),a

out (ppi-c),a

-7-


call time ret

reg-lento: Id b,dr-ir out (c),b

sig-reg: in a,(piob) and 38h jp nz,sig-reg Id b,dO-iO out (c),b call time2 jp sale

time: push bc push hl Id b,Ofih

sig-40: inc h inc I djnz sig-40 POP hl POP bc ret

time2: push bc push hl Id b,Ofih

sig-42: push bc Id b,Offh

sig-41: inch inc I djnz sig-41

djnz sig-42 POP bc

POP hl POP bc ret

org inttblO d e b vectblO

end

CNAD - MECATRÓNICA VGA - *FRAM”

Apéndice 1. Avance cronológico del proyecto.

- I -

r..-.-.<."

VGA "FRAM"

17ago98 I 24ag0'98 I 31 ago '98

Id Nombre de tarea Duración 17/08 I 24/08 I 31/08 1 1 ESTUDIO PRELIMINAR DEL PROYECTO 6d C

m 100%

! - i

~

i I I I I I I

7sep'gü I 14sep.98 I 21 sep'98 I 28 sep '98

I 7/09 I 14/09 I 21/09 I 28/09

RANCISC0;100%

- Tarea resumida Proyecto: Fecha: 18/12/98 Progreso

Hito + Hito resumido 0 ING. JESUS TAFOYA SANCHEZ ING. MIGUEL ANGEL URQUIOEZ GARCIA LIC. VICTORIA LIMA DELGADO PAGINA 1

I-r."I"I Ir"

VGA "FRAM

17 ago '98 Duración 17/08 Id Nombre de tarea

ANALISIS DE ESFUERZOS 5d

24 ago '98 24/08

31 ago '98 31/08

7 sep '98 7/09

14 sep '98 14/09

I I

Proyecto: r- Tarea resumida Fecha: 18/12/98

rKui ut irv VGA "FRAM"

Duraclón Id Nombre de tarea 43 I ETAPA 2 I 4d

17ag0'98 I 24ag0'98 I 31 ago-98 I 7sep'98 I 14sep'98 I 21 sep'98 I 28 sep '98

I I I I 14/09 I 21/09 I 28/09

I 17/08 24/08 31/08 7/09

44

45

46

47

48

49 l ' i

ETAPA 3 ' 2d

PRUEBAS PRELIMINARES 2d

CORRECCION DE DESVIACIONES 5d

PRUEBAS DEFINITIVAS 5d

ELABORACION DE INFORME TECNICO 76d

REPORTE FINAL 34d I I I I

Proyecto: - Tarea resumida Fecha: 18/12/98

................................... . .......................................... .~- ~

- .................................................................

.. - ....................................................................................................

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> = g$ j o o

~.. .___ ~ ___-

m 9 0 E 9

e ! m m e ! E o c z

VGA "FRAM

50Ct'98 I 12 OCt'98 1 190Ct'98 I 260ct'98 I 2 nov'98 I 9 nov '98 16nov98 I 23nov'98 I 30nov'98 1 7 dic '98 14 die '98

I I I 1 I I I I 1411 2

I 5110 12/10 19\10 2611 O 2 1 1 911 1 16/11 2311 1 3011 1 711 2

I4 I

CO, TROI

'royecio: I Tarea resumida -echa: 18/12/98

Apéndice J. Practicario.

- J -

CENTRO NACIONAL DE ACTUALIZACION DOCENTE

Practica No. 1. Sensor fotoeléctrico reflectivo difuso en el VGA "FRAM".

Nombre del alumno: Nombre de la materia: Nombre del maestro: Duración: Calificación:

I. Objetivo

Identificar físicamente los censores fotoeléctricos reflectivos difusos, para su localización dentro del VGA. así como su conexión con la finalidad de analizar los parámetros de operación, tales como voltaje de alimentación, capacidad de corriente, distancias de detección y nivel de la señal de salida.

I I . Material y equipo. A).- Vehículo Guiado Automáticamente "FRAM". B).- Multímetro Digital. C),- Puntas para conexiones provisionales (caimanes) D).- Guía de prácticas.

111. Fundamentos Teóricos

Dentro de esta práctica se analizará el funcionamiento de los censores fotoeléctricos reflectivos difusos, mismos que en el VGA, tienen la misión de detectar cualquier objeto que se interponga en su trayectoria de desplazamiento. El análisis de este funcionamiento es por demás interesante, por lo que se efectuará paso a paso en el desarrollo de la presente práctica.

IV.- Instrucciones.

Las indicaciones para la realización de la práctica se detallan en cada punto dentro del desarrollo, como observaciones generales, seguir todas las precauciones en el manejo de equipo electrónico y las normas de seguridad e higiene industrial.

V.- Procedimiento.

1.- Identificación de los sensores.

Los Sensores a analizar en la presente práctica tienen la forma mostrada en la siguiente figura, se proporciona también el nombre con el que se les llamará en todo el resto de la misma.

CABLES DE CONEXION CUERPO DEL SENSOR

SENSOR FRONTAL

CABLES PARA

CONEX16N

CUERPO DEL SENSOR

SENSOR IZQUIERDO Y DERECHO

Los nombres de estos censores se asignan de acuerdo a la posición de los mismos en el vehículo, y que por lo tanto determinan la dirección en la que realizan su función de detección de obstáculos.

2.- localización de los sensores en el cuerpo del VGA.

Para la rápida localización de los sensores, en el cuerpo del vehículo "FRAM, se anexa el siguiente esquema, utilizándolo y obseivando el vehículo de frente, se encontrará en la parte inferior derecha de la plataforma el sensor izquierdo, y en la parte inferior izquierda de la plataforma se encontrará el sensor derecho, el sensor frontal se encuentra en la parte superior, adherido al soporte frontal de aluminio.

SENSOR DERECHO - Vista superior del VGA, mostrando la ubicación de los sensores.

3.- Conexión de los sensores.

Después que hemos ubicado los sensores, debemos establecer la forma correcta de conexión de sus terminales, guiándonos por los colores de las mismas

Café vcc. Rosa Gnd. Azul Gnd. Negro Salida.

Estas terminales llegan a conectarse a la tarjeta de interface, por medio de un conector de 10 terminales, la ubicación de la tarjeta y del conector dentro de la misma se muestran a continuación.

Ubicación de la tarjeta de interfaces dentro del VGA.

CONECTOR DE SALIDA

III DE SENSORES - OPTOACOPLADORES e PARA LOS

SENSORES =I- . CONECTORDE ENTRADA PARA LOS SENSORES

Tarjeta de Interfaces, mostrando la conexión de los censores.

Tabla de identificación de conexiones de sensores.

Nota: El pin número 1 se identifica por el punto mostrado en la tarjeta de interfaces.

4.- Comprobación de las señales de los sensores.

Se muestra un esquema de los interruptores del vehículo, para su activación en los pasos que así lo requieran, estos interruptores se encuentran en un panel ubicado en la parte posterior del vehículo.

/::::I I OPERACION n CARGA n AUTOMATIC0

Panel Posterior Del Vehículo, Con Los Interruptores De Control

A.- Seleccionar la función operación, en el interruptor operaciónlcarga, posición superior del interruptor; seleccionar el modo automático del interruptor automáticolmanual, posición superior. B.- Colocar en cualquier punto de tierra (GND), la terminal negativa del multímetro. C.- Colocar la terminal positiva en el pin 5, después en el 7 y por Último en el 9 del conector de entrada de sensores, estos serán los voltajes de alimentación de los sensores izquierdo, derecho y frontal respectivamente. Anotar los datos en la tabla al final de la práctica. D.- Verificar que no exista ningún objeto dentro del radio de detección de los tres sensores, 80 centímetros para el sensor frontal, 40 centímetros para los sensores izquierdo y derecho. Ubicar la punta positiva del multímetro en los pines 1.2 y 3 para medir la señal de salida sin objeto detectable para los sensores izquierdo, frontal y derecho, respectivamente. Anotar los datos en la tabla final. E.- Ubicar un objeto frente a cada uno de los sensores, a 50 centimetros del sensor frontal y a 20 centímetros de los sensores izquierdo y derecho. Realizar nuevamente las mediciones del punto D; estos valores corresponden a la señal de salida de los sensores con objeto detectable para los sensores izquierdo, frontal y derecho, respectivamente. Anotar los datos en la tabla final. F.- Con objeto detectable en cada uno de los sensores, medir el valor de la señal en los pines 1,2 y 3 del conector de salida de sensores, estos valores corresponden a la señal de salida de los sensores, después de ser optoacopladas, para los sensores izquierdo, frontal y derecho, respectivamente.

Tabla de valores para los pasos 6, C, D, y E.

Tabla de valores para el paso F.

Salida 1 2 3

VI. Criterios y medios de evaluación.

a)Cuestionario.

1.- ¿Varía el voltaje de salida de los sensores con objeto y sin objeto detectable?. 2.- AI existir variación, ¿cómo se puede usar para efectuar una acción de control?. 3.- ¿Por qué es necesario acoplar las señales a través de dispositivos ópticos?. 4.- ‘Cuál es la configuración óptima para los optoacopladores?. 5.- Menciona como mínimo 3 aplicaciones diferentes para este tipo de sensor.

Respuestas.

1 _- Sí varía, O voltios/ Vcc, sin objeto y con objeto respectivamente. 2.- AI subir la señal de salida cuando se detecta objeto, esta señal se puede aplicar a cualquier circuito lógico como variable de entrada. 3.- Porque la mayoría de los circuitos de control trabajan con 5 voltios y el sensor entrega 12 voltios en su salida. Otra razón es para aumentar la capacidad de corriente de la señal. 4.- Polarización con resistencia de emisor, y salida en el emisor. 5.- Detector de salida para un contador en un proceso de producción. Interruptor de límite sin contacto físico. Indicador de nivel en procesos de llenado.

Bibliografía y conclusiones.

CENTRO NACIONAL DE ACTUALliAClON DOCENTE

Practica No. 2

Diseño y construcción del control de mando para el VGA.

Nombre del alumno: Materia: Electrónica Digital I . Nombre del profesor: Duración:2 Horas Calificación:

Antecedentes.

Como ya se sabe, el VGA puede ser operado en forma manual o automática. Para el modo manual, se cuenta con una caja de mando que envía las órdenes de avanzar, retroceder, girar a la derecha o a la izquierda al VGA. Todas las órdenes anteriores se ejecutan de tal manera que los motores giran a la máxima velocidad permitida por la etapa de potencia. Además, cuando se necesita girar hacia alguna dirección, esta se lleva a cabo deteniendo uno de los motores y avanzando el otro.

Objetivo.

Diseñar y construir una palanca de mando que permita los movimientos de avanzar, retroceder, girar a la derecha, a la izquierda, girar sobre el eje a la izquierda, girar sobre el eje a la derecha. Con la finalidad de aumentar los desplazamientos del VGA en modo manual.

Material y equipo.

C.I. 741~04 o sustituto. C.I. 741~08 o sustituto. C.I. 741~32 o sustituto. Cable telefónico. Fuente de voltaje variable.

Multímetro Pinzas de corte. Pinzas de punta.

osciloscopio.

Fundamentos teóricos.

Antes de realizar esta práctica se deben de tener los conocimientos básicos del funcionamiento de las compuertas lógicas básicas, como lo son las compuertas AND, OR, NOT. Además se deben de conocer al menos el método de reducción de ecuaciones Booleanas por Algebra de Boole o la reducción por medio de Mapas de Karnaugh. Desarrollo.

Decidir de manera conjunta con el profesor, el sentido de giro de los motores para cada una de las situaciones que se requieren para el movimiento del VGA.

De los resultados obtenidos del análisis anterior, llena la siguiente tabla de verdad en función de las variables de entrada.

Nota: Las variables de entrada y de salida se explican a continuación:

G : Esta variable de entrada indica que el siguiente movimiento de girar a la derecha o a la izquierda se hará sobre el eje del VGA. I : Esta variable de entrada indica que el siguiente movimiento hará girar al VGA a la izquierda, pero deteniendo una de las dos llantas.

R VGA.

: Esta variable de entrada indica que el siguiente movimiento hará retroceder al

F : Esta variable de entrada indica que el siguiente movimiento hará avanzar al VGA. D : Esta variable de entrada indica que el siguiente movimiento hará girar al VGA a la derecha, pero deteniendo una de las dos llantas. MIR: Esta función de salida indica que el motor izquierdo girará en reversa. MIF: Esta función de salida indica que el motor izquierdo girará de frente. MDR: Esta funcion de salida indica que el motor derecho girará en reversa. MDF: Esta función de salida indica que el motor derecho girará de frente.

8 A continuación escribe las ecuaciones de cada una de las funciones de salida. MIR: MIF: MDR: MDF:

ecuaciones anteriores. 8 por último dibuja el diagrama lógico con el que se resuelven las

Criterios y medios de evaluación.

Los instrumentos de evaluación son:

1. El llenar la tabla de verdad correctamente. 2. El encontrar las ecuaciones de salida. 3. Dibujar los diagramas lógicos que resuelvan las ecuaciones de salida.

El criterio de evaluación es el siguiente:

1 .- Llenar la tabla correctamente 1 O puntos. 2.- Encontrar las ecuaciones mínimas de cada función de salida 10 puntos por función. 3.- Dibujar el diagrama lógico general 10 puntos.

Conclusiones.

El alumno al final de la práctica habrá aplicado los conocimientos teóricos adquiridos en el salón de clase con el fin de poderlos aplicar en situaciones de diversa índole, los cuales involucren etapas lógicas.

Bibliografía.

J. Tocci, Ronald. Sistemas Digitales y sus aplicaciones. Tercera edición. Editorial Mc Graw Hill.

Mano, Morris. Lógica digital y diseño de computadoras. Segunda edición. Editorial Mc Graw Hill.

CENTRO NACIONAL DE ACTUALIZACIÓN DOCENTE

Practica 3

Preparación de una Pieza para fabricar un engrane con un mame/ón en /a elec troerosionadora.


Objetivo:

El alumno maquinara una pieza de trabajo, con la fresa convencional, posteriormente programara y maquinara en el centro de maquinado. Y comparara las características de ambos maquinados.

Material y equipo:

O Fresadora convencional. O Equipo Fanuc.

Centro de maquinado. O Herramientas para cada maquina.

Fundamentos teóricos:

debemos saber algunas medidas básicas de lo que necesitamos tener como resultado, Para generar un engrane sabemos que hay que preparar una pieza de trabajo,

de un proceso. Para este caso, las medidas que necesitan saber las pueden encontrar en el

plano numero 19, del apéndice A de esta tesis.

Instrucciones:

Tomar una pieza de aluminio, con las medidas de 3Ox70x70mm. O Carear sus caras formando un paralelepipedo regular con las dimensiones de

25x60x60mm. Utilizar secuencias lógicas en la programación. Montar en el centro de maquinado, teniendo en cuenta una área de sujeción de cuando menos 5mm.

Desarrollo:

Prepara una pieza en la fresadora convencional de 25x60x60mm. Prepara un programa en control numérico para trabajar la pieza de trabajo en el centro de maquinado, que realice el desbaste de la pieza de trabajo hasta la dimensión de 15x60x60mm, dejando un cilindro al centro de diámetro igual a 15mm, como se ve en el plano respectivo, y además que realice tres barrenos en las coordenadas (-21.498,0.281), (21.498,0.281) y (0,O) tomadas a partir del centro. Montar la pieza en el centro de maquinado, cuidando de tomar en cuenta la profundidad a sujetar para que el cortador no llegue a chocar con la prensa del centro de maquinado. Trasladar el programa de control numérico al centro de maquinado y verificar los offset de altura y de diámetros para las herramientas que se usarán. Correr el programa y verificar las medidas finales.

Cuestionarios.

1. Con qué material es más fhcil trabajar. 2. Que velocidad de corte se le da al centro de maquinado para trabajar con aluminio. 3. Utilizaste subprogramas para generar el programa de preparación para la pieza 4. Que diámetro de barreno utilizaste para maquinar la pieza. 5. Que tiempo te llevo todo el proceso.

Criterio de Evaluación: Pregunta 1.- 10 puntos (aluminio, nylamid) Pregunta 2.- 10 puntos (80 desbaste , 100-150 acabado) Pregunta 3.- 5 puntos (sí) Pregunta 4.- 10 puntos (6mm.) Pregunta 5.- 15 puntos (2-3 horas)

Conclusiones.

rutinas o subprogramas en el programa principal de control numérico o bien empleando la programación en APT.

El alumno al final, podrá agilizar el proceso de preparación de la pieza creando

Bibliografía.

Gutiérrez Salazar, Castaíieda Nava. Control numérico. CNAD.

García Cerecedo. Manual de operación del software mill de fanuc. CNAD.

CENTRO NACIONAL DE ACTUALIZACIÓN DOCENTE.

Practica 4

Generación de un engrane a partir de una pieza preparada.


Objetivo:

Lograra programar en lenguaje APT, trasladarlo a control numérico y interactuar con la electroerosionadora, con la finalidad de construir un engrane.

Material y equipo:

O Equipo Fanuc Electroerosionadora. Herramienta para electroerosionadora.

Fundamentos teóricos:

Para generar un engrane sabemos que se necesita preparar una pieza de trabajo, la cual se realiza en la practica 3, además debemos saber algunas caracteristicas del engrane como son: número de dientes, modulo, adendum, dedendum, circulo primitivo, etc.

Para localizar estos datos, verifica la pagina 46 de esta tesis.

Instrucciones:

O Utilizar secuencias lógicas en la programación. O Trasladar el código APT a control numérico. O Cargar el programa de control numérico en la electroerosionadora. O Montar la pieza en la electroerosionadora. O Correr el programa.

Desarrollo.

o Prepara un programa en APT, para trabajar la pieza de trabajo en la electroerosionadora.

o Montar la pieza en la electroerosionadora, cuidando la alineación para que al ejecutar el programa no exista ninguna interferencia.

O Mandar el programa de APT a control numérico.

Trasladar el programa de control numérico a la electroerosionadora. Localizar el G54, y establecer una altura adecuada para la boquilla, con la finalidad de evitar algún choque. Correr el programa y verificar las medidas finales.

Cuestionarios.

1. Con qué material es más fácil trabajar. 2. Crees que seas necesario utilizar el barreno central de la pieza de trabajo. 3. Utilizaste subprogramas para generar el programa de preparación para la pieza 4. Qué cambio en el engrane tendría si cambiamos el ángulo de presión de 25 grados

a 20. 5. Que tiempo te llevo todo el proceso.

Criterio de Evaluación:

Pregunta 1 .- 10 puntos (aluminio) Pregunta 2.- 10 puntos (no) Pregunta 3.- 10 puntos (sí) Pregunta 4.- 15 puntos (una menor área de contacto entre dientes.) Pregunta 5.- 5 puntos (2-3 horas)

Conclusiones.

El alumno al final, podrá maquinar diversos engranes, utilizando el lenguaje APT,

Obteniendo con este método la optimización del tiempo en el proceso. y trasladarlo directamente a control numérico.

Bibliografía.

José Castañeda Nava. Maquina electroerosionadora con alambre. CNAD.

Gutiérrez Salazar, Castañeda Nava Control numérico. CNAD.

García Cerecedo. Manual de operación del software mill de fanuc. CNAD.

trabajo recepcional2… · las cargas externas en este caso se deberán al medio de trabajo de este...

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