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Proyecto: Robot Transportador CLAVE: CI-MS-PUE-1 Área: Ciencias de la Ingeniería Autor: Ricardo Castillo Romero. Asesor: Severino Colmenares Hernández.

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1 Proyecto: Robot Transportador CLAVE: CI-MS-PUE-1 Área: Ciencias de la Ingeniería Autor: Ricardo Castillo Romero. Asesor: Severino Colmenares Hernández

2 DEFINICIÓN DEL PROBLEMA: La distribución de paquetes con accesorios, componentes, refacciones, etc. para su uso en distintas partes de una o varias líneas de producción, generalmente es realizada por personal humano, invirtiendo tiempo y esfuerzo en una actividad monótona. Los trabajadores que realizan tareas repetitivas tienden a cometer errores debido al cansancio y fastidio. También se establecen tiempos muertos debido a las distracciones entre los dispensadores de material y los trabajadores de línea.

3 OBJETIVO GENERAL Diseñar un robot capaz de transportar y dispensar accesorios, dispositivos, componentes, etc. a diferentes partes dentro de un entorno industrial de manera automática, determinando el tipo de carga que lleva y el área donde deberá depositarla. OBJETIVOS ESPECÍFICOS Diseñar y construir un móvil robótico capaz de seguir una trayectoria marcada en el suelo usando sensores ópticos del tipo reflectivo Implementar un sistema de detección y clasificación de paquetes mediante un código de barras de 4 bits para identificar paquetes para 15 estaciones distintas. Construir una banda transportadora que deposite los paquetes llevados por el robot en el área de descarga de cada estación Programar y elaborar una tarjeta de control inteligente que realice las funciones de comparación, conteo y controles de movimiento del robot y de la banda transportadora

4 Análisis de tiempos y movimientos Sin embargo, el tiempo real siempre es mayor debido a las distracciones, errores, conversaciones con otros trabajadores, fatiga, tiempo de descarga de los paquetes, etc. Eliminando todas estos tiempos muertos en el robot y considerando una velocidad promedio de 0.8 m/s, el robot lograría realizar su tarea en un tiempo aproximado de: T = (5500 m)/(0.8 m/s) = 6875 s equivalentes a : 1 h 54 m 32 s 2 h 32 min 45 s (tiempo dedicado exclusivamente a la entrega de paquetes) 5.5 km (distancia promedio total recorrida en una jornada de trabajo)

5 Descripción de roboleader El robot está compuesto de un par de motorreductores, un motorreductor para el empuje de la carga, diez sensores ópticos, dos microcontrolador (un esclavo y un maestro) y también emplea dos fuentes de alimentación independientes.

6 Dimensiones: 21 cm x 60 cm x 42 cm Peso con carga: 1500 g Alimentación: - 4 baterías AA (4.8V a 6 V) - 1 batería 9V Velocidad: 40 cm/s aproximadamente. Motores: 2 motores de CD y un motor de CD (pare el empuje de las cargas) Sensores: 10 sensores fotorreflectivos Control: Por microcontrolador Características Generales del robot prototipo.

7 Características Generales del robot. Dimensiones: 1.5 m x 80 cm x 2 cm Peso con carga: 500 kg. Alimentación: - 1 baterías 9 v. - 1 acumulador de 12v. Velocidad: 40 cm/s aproximadamente. Motores: 2 motores de CD y un motor de CD (para el movimiento de la banda trasportadora) Sensores: 10 sensores fotorreflectivos Control: Por microcontrolador

8 En un área de la empresa Volkswagen se requiere constantemente de suministro de insumos de pintura, arneses, espátulas, etc. La mecánica de la distribución es la siguiente: Se solicita vía telefónica el material al almacén El almacenista corrobora la solicitud con su stock De existir el material, entrega la orden al distribuidor, quien busca y lleva PERSONALMENTE el material a las distintas líneas de producción. En la empresa CEMEX también se realiza un trabajo de la misma naturaleza, empleando al personal humano para la entrega de los consumibles, accesorios y refacciones. El personal generalmente realiza esta tarea usando patines manuales, carritos dispensadores o a mano y realiza la operación llevando a pie las cargas hasta sus destinos. Esto provoca cansancio físico excesivo, lentitud en la entrega de las cargas (a veces, debido a las distracciones de los distribuidores con sus compañeros de planta), confusión en las entregas si son muchas a diferentes áreas de descargas, etc.

9 PROCESO DE ELABORACIÓN

10 REUNIONES PARA DEFINIR EL PROBLEMA Y PROYECTO.

11 ESTRUCTURA DE TRACCIÓN DE UN CARRO ELÉCTRICO

12 INSTALACIÓN DE LLANTAS DE GIRO LIBRE

13 INSTALACIÓN DE BASE DE MDF

14 ESTRUCTURA MECÁNICA DE LA BANDA.

15 PRUEBAS PRELIMINARES CON PROTOTIPO PEQUEÑO

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17 Se buscó en internet y los resultados más interesantes se encontraron en empresas extranjeras como PROXAUT (Handling and Transport Automations), empresa italiana que diseña, distribuye y vende AGVs (Vehículos Guiados Automáticamente) a todo el mundo, con soluciones personalizadas, lamentablemente no proporciona sus precios en línea. Otra empresa es AXTER Automation que también desarrolla AGVs para distintas aplicaciones que van desde el transporte de plásticos de la línea de producción a almacén hasta el aprovisionamiento de líneas de montaje desde almacenes, aplicación que se le quiere dar al robot que se está construyendo. COMERCIALIZACIÓN

18 Sin embargo, el robot que puede construirse tomando como base este prototipo sí tiene muchas posibilidades de ser comercializado en el ámbito industrial ya que resuelve un problema real. Los robot AGVs ha sido probado en algunos países como Suiza, estados Unidos y Japón y los resultados son que los robots transportadores pueden sustituir eficientemente a los operadores humanos, dejando a estos libres para realizar trabajos más productivos.

19 Posibilidad de desarrollo Trabajo cooperativo entre robots, por ejemplo, la carga y descarga automática de los paquetes Detección automática de obstáculos y rutinas para evitarlos Sensores en ambos frentes del robot para moverse eficientemente en ambas direcciones Comunicación infrarroja o por RF entre robots para trabajar cooperativamente.

20 Conclusiones Los resultados obtenidos son bastante satisfactorios pues el código ha probado ser eficiente a nivel protoboard y el robot no ha presentado dificultades para el avance – retroceso mientras transporta el peso de la banda con los paquetes. Aún se pueden mejorar algunas características, por ejemplo podrían agregarse sensores ultrasónicos para anticiparse a los choques. Finalmente, considero que el robot podrá cumplir con los objetivos planteados al principio de este trabajo y que podrá resolver un problema común de la industria que tiene que ver con la entrega eficiente y eficaz de las refacciones y materiales de trabajo a las estaciones de las líneas de producción.

21 BIBLIOGRAFÍA. Anibal. Robótica, manipuladores y robots móviles. Alfaomega – Marcombo Pete Miles. Build your own combat robot. McGraw-Hill / Osborne Gordon. The Robot builders bonanza. 99 Robotic Projects. McGraw-Hill W. Bolton. Mecatrónica. Sistemas de control electrónico en ingeniería mecánica y eléctrica. Alfaomega R. F. Coughlin. Amplificadores operacionales y circuitos integrados lineales. Prentice- Hall Hispanoamericana S. Katzen. The Quintessential PIC Microcontroller. Spriger-Verlag Angulo. Microcontroladores PIC. Diseño práctico de aplicaciones. McGraw-Hill


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