El documento describe el proyecto de automatización de un pantógrafo en la Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica para apoyar a los estudiantes en sus proyectos de maquinado. Actualmente el pantógrafo no funciona y requiere reparación. El objetivo del proyecto es restaurar el funcionamiento del pantógrafo de forma económica y funcional para mecanizado educativo. Se analizarán los sistemas mecánico y eléctrico, y se diseñarán el controlador, software e interfaz para automat

1. INSTITÚTO POLITÉCNICO NACIONALESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICAU.P.A. Automatización de Pantógrafos de la ESIME-UADIRIGIDA POR: Ing. Israel Vázquez CiancaIng. Verónica Alonso Gil PRESENTAN:Acosta Islas Diego JaasielGonzález García Andrés CristóbalRojas Chávez Ernesto

2. NECESIDAD Contar con una herramienta adecuada para el mecanizado en la ESIME-UA, que apoye a los alumnos en sus proyectos educativos de maquinado.

4. Desperdicio de maquinaria.

6. Objetivo Restablecer el funcionamiento del pantógrafo (mesa XYZ) de forma económica, sencilla y funcional para el mecanizado de materiales de baja resistencia para uso educativo contando con un manual técnico y de operación.

8. Analizar el pantógrafo en sus sistemas mecánico y eléctrico para conocer sus características de operación.

10. Diseñar y elaborar el software e interfaz del pantógrafo con la computadora.

11. Diseñar y elaborar del sistema de potencia del pantógrafo.

13. Automatización. La palabra automatización viene del vocablo automática, según el diccionario de la Real Academia Española: “La automática es la disciplina que trata de los métodos y procedimientos cuya finalidad es la sustitución del operador humano por un operador artificial en la ejecución de un tarea física o mental previamente programada”

15. Informática.

16. Mecánica.

17. Maquinaria y equipo.

18. Logística .

21. Tres movimientos lineales.Movimientos con base en interpolaciones lineales.Usual en estructuras industriales.

22. La especificación de posición mediante coordenadas cartesianas.

23. No resulta adecuada para acceder a puntos situados en espacios relativamente cerradosFig. 2 Configuración cartesiana

24. Volumen de Trabajo El volumen de trabajo de un robot se refiere únicamente al espacio dentro del cual puede desplazarse el extremo de su muñeca. Fig. 3 Volumen de trabajo

25. Empresas Actuales http://www.pyssa.com/es/ http://w1.siemens.com/entry/cc/en/ http://www.festo.com/INetDomino/r2/es-mx/company_portal_mx.htm www.robotik.es

26. Máquinas Actuales El diseño y tecnología de fresadoras CNC ha tenido un gran avance desde los centros de máquinas controlando los ejes X Y Z, hasta el control de barras paralelas.

27. TheTriac VMC Tiene de tres ejes (X Y Z) fabricada por la compañía DENFORD, está diseñada para el entrenamiento de estudiantes por lo que es compacta y capaz de maquinar cera, plásticos, acrílico, cobre, aluminio y acero.

28. Características: Mesa de trabajo de 11 x 6 pulgadas. Recorrido en el eje X de 11 pulgadas (280 mm). Recorrido en el eje Y de 6 pulgadas (150 mm). Recorrido en el eje Z de 9.25 pulgadas (235 mm). Velocidad de husillo (programable) 100 – 400 rpm. Resolución 0.0002 pulgadas (0.0005 mm) Fig. 4 TRIAC VMC (DENFORD, ProductCataloque International Edition)

29. PCNC 1100 Esta máquina está diseñada para el trabajo real ya que tiene la fuerza, poder y exactitud necesaria para cortar materiales duros, aluminios, polímeros y algunos aceros (limpios y titanio).

30. Características: Mesa de trabajo de 34 x 9.5 pulgadas. Recorrido en el eje X de 18 pulgadas. Recorrido en el eje Y de 9.5 pulgadas. Recorrido en el eje Z de 16.25 pulgadas. Potencia en el husillo de 1.5 hp. Velocidad del husillo de 300 – 4500 rpm. Fig. 5 PCNC 1100 (http://www.tormach.com/Product_PCNC_main.html)

31. CNC Baronmilling machine Para mover sus ejes utiliza motores paso a paso de alto torque, utiliza tornillos de bolas precargados para reducir el contragolpe y de esta manera depender de un control de lazo abierto haciendo de bajo costo.

32. Características: Mesa de trabajo de 31.5 x 9.5 pulgadas. Recorrido en el eje X de 21.5 pulgadas. Recorrido en el eje Y de 7 pulgadas. Recorrido en el eje Z de 5 pulgadas. Potencia en el husillo de 2 hp. Velocidad del husillo de 130 – 2000 rpm. Fig .6 CNC Baronmilling machine (http://www.cncmasters.com/cncbaron.html)

33. Serie DMU monoblockR Fig. 7 DMU monoclock (Máquinas de fresado universal CNC serie DMU monoblockR)

34. Cuenta con ejes (de tres a cinco) para el maquinado de piezas de alta complejidad. Tabla 1 Variedad de Husillos (Máquinas de fresado universal CNC serie DMU monoblockR)

35. ParallelKinematic Machine (PKM) El sistema de barras paralelas son fresadoras CNC tan poderosas, que son capaces de maquinar una pieza con una sola herramienta. Fig. 8 Simulación de la herramienta de la PKM (Parallel Kinematic Machine Research at NIST: Past, Present, and Future)

36. Análisis Funcional

37. Requerimientos Requerimientos económicos (A) Requerimientos funcionales (B) Bajo costo de rehabilitación. Sin desperdicio de material. Sujeción del material Modificar diseños de otros programas Compatibilidad de diseños Uso de sistema inglés o sistema métrico. Tiempo de ejecución reducido Comunicación con PC. Que grafique el avance en porcentaje Que brinde una estimación del tiempo de ejecución Que muestre el tiempo que ha transcurrido Selección del tipo de herramienta software capaz de interpretar documentos con extensión .DWG

38. Requerimientos Requerimientos espaciales (C) Requerimientos de apariencia (D) No rebasar el espacio dispuesto Aprovechar el máximo espacio dentro de la base. Interfaz amigable Diversidad de colores para marcar las profundidades Interfaz gráfica de usuario. Interacción amigable con el usuario. Que grafique el avance de la pieza en la PC Que me diga que material es y el grosor que posee Vista previa de tu pieza final Que el programa sea en varios idiomas

39. Requerimientos Requerimientos de manufacturabilidad e instalación (E) Requerimientos de conservación (F) Arquitectura abierta Fácil Instalación y conexión Flexibilidad Mínimo cambio estructural posible Refacciones fáciles de conseguir (nacionales) Manual para los usuarios (estudiantes) Herramientas intercambiables Materiales duraderos

40. Requerimientos obligatorios y deseables. Tabla 1. Requerimientos obligatorios y deseables.

41. Requerimientos obligatorios y deseables. Tabla 1. Requerimientos obligatorios y deseables (Cont.)

42. Ponderación Tabla 2. Comparación entre requerimientos.

43. Importancia Tabla 3 Orden de importancia de los requerimientos deseables.

44. Términos Mensurables Tabla 4 Traducción de los requerimientos.

45. Tabla 4 Traducción de los requerimientos (Cont.)

46. Tabla 4 Traducción de los requerimientos (Cont.)

47. Metas de diseño