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Acceso a la página web de la Célula de Fabricación Flexible.
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INTRODUCCIÓN
DESCRIPCIÓN GENERAL
DESCRIPCIÓN DE LOS PUESTOS
-CINTA TRANSPORTADORA
-ALIMENTACIÓN DE BASES
-MONTAJE DE RODAMIENTOS
-ROBOT
-MONTAJE MEDIANTE EJES CONTROLADOS
-ATORNILLADO
-CONTROL DE CALIDAD CON VISIÓN ARTIFICIAL
-ALMACÉN
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El Ciclo de SISTEMAS DE REGULACIÓN Y CONTROL AUTOMÁTICOS, estudia en varios de sus módulos una gran variedad de tecnologías, las cuales se integran en la Célula.
La gran variedad de tecnologías empleadas, exige el estudiarlas por separado, dedicando todo el primer curso y parte del segundo al aprendizaje de las mismas. Los alumnos aprenden: Sensórica, informática, programación, autómatas programables, comunicaciones industriales, neumática, hidráulica, robótica, interfaces de comunicación con PLCs (paneles de operador), software de control de procesos (InTouch), control de velocidad y posicionamiento (variadores y control de ejes), visión artificial.
Todas estas tecnologías están integradas en la Célula de fabricación flexible. Los alumnos de segundo curso, en varios de los módulos, dedican parte de la primera y segunda evaluación, al estudio, funcionamiento, programación y reparación de averías en la célula, trabajando a nivel de monopuesto ó con todos los puestos integrados en un solo control.
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La Célula está dedicada al montaje de componentes, estos componentes NO tienen aplicación real en la industria, pero permiten dotar a los distintos puestos de todas las tecnologías necesarias para el aprendizaje de los alumnos. El proceso que realiza la Célula, consiste en montar sobre una base de aluminio ó metacrilato, un rodamiento (dos tamaños posibles) colocado previamente sobre un eje, en otro puesto, se colocan unos bulones guía para a continuación, colocar la tapa de la medida y material adecuados, en el siguiente puesto se procede al atornillado de la tapa a la base y en el puesto de verificación, se realiza un control de calidad 100% del montaje ya completo, finalmente, se deposita la pieza terminada en un almacén inteligente.
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Todos los puestos se pueden utilizar a nivel individual ó en red. Cada uno está dotado de un PC, que se integra mediante una tarjeta de comunicaciones en la red Profibús, como un elemento mas, activo dentro de la red. Todos los PCs se comunican entre sí mediante ethernet.
Todos los puestos utilizan para el control PLCs Siemens de la serie 300, en donde uno hace de “maestro” en Profibús, y el resto son “esclavos”.
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Descripción. Consta de una cinta continua, dividida en cuatro bandas, por ella “circulan” las paletas con las distintas piezas a montar. Existe una posición de parada en cada puesto que permite al mismo coger la pieza, manipularla y depositarla de nuevo en la cinta. El control de la misma se realiza mediante un PLC Siemens con CPU 3152DP, el cual decide cuando avanzan las paletas al siguiente puesto. Este autómata, controla toda la información que “circula” por la red. Dispone de módulos de E/S descentralizados e integrados en la red Profibús.
Como interface de control se utiliza una pantalla táctil Omron NT601, la cual permite el manejo de las operaciones en manual y la visualización de parámetros de control de los distintos puestos de la cinta. También realiza el control de manual mediante pulsadores y contador de impulsos para el grafcet.
Un PC con Windows NT2000, dotado de una tarjeta de comunicación Siemens CP613 permite, mediante s inclusión en la red Profibús, la programación de todos los componentes, visualización de parámetros en cada programa y de cada puesto y con la célula funcionando, mediante el software de control de procesos InTouch, la visualización, control y cambio de parámetros de toda la célula.
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Descripción. Mediante una pequeña cinta, deja las bases en posición para que las recoja el robot para proceder a su verificación. Las bases “correctas”, son depositadas en un pequeño almacén, para, mediante unos cilindros con ventosas, depositarlas en la paleta, para su traslado al siguiente puesto.
Para su funcionamiento en “monopuesto”, se utiliza un segundo almacén, desde el cual se realizan la mismas operaciones que trabajando en “modo célula”.
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El control del sistema se realiza mediante un PLC Siemens con CPU 3152DP más módulo de comunicaciones Profibús. Necesita 2 puertos de comunicaciones Profibús, ya que es “esclavo” de la red general, y a su vez, es “maestro” de la subred del propio puesto, formada por el propio PLC y como esclavos, una isla de válvulas neumáticas inteligente y un panel de operador Siemens OP7.
Las válvulas inteligentes, permiten la comunicación de las mismas, y de sus detectores con el PLC, utilizando un solo cable de dos conductores.
La OP7, visualiza y controla todo el proceso tanto en funcionamiento manual como automático.
El PC del puesto, permite realizar las mismas operaciones que el del puesto de la Cinta transportadora.
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Descripción. Dispone de alimentadores de ejes, rodamientos, y circlip. Mediante unos cilindros neumáticos, “coge” los ejes, y en función del rodamiento (ancho ó estrecho) que hay que colocar, posiciona el eje por el extremo adecuado. Mediante una prensa hidráulica, coloca el rodamiento, controlando mediante una célula de carga la “fuerza” ejercida, determinando si el montaje es válido, a continuación, coloca el circlip y el conjunto montado lo deposita en la paleta. El PLC utilizado en el puesto, es un Siemens con CPU 314IFM que además incorpora un módulo de comunicaciones Profibús, mediante el cual se comunica con el “maestro”. El puerto MPI de la CPU se utiliza para enlazar con la OP7 que permite controlar el puesto.
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Cuando el puesto termina su tarea, informa mediante el bus de datos, si el montaje es bueno o malo (en función de la fuerza medida mediante la célula de carga), y si se ha colocado un rodamiento ancho ó estrecho. El PC del puesto, permite realizar las mismas operaciones que el del puesto anterior. Al estar dotado del sistema operativo Windows XP Pro, surgen problemas de incompatibilidad con el sistema utilizado en los otros PC, lo cual obliga a programar y configurar el enlace de la tarjeta CP5613 de distinta forma.
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Descripción. Este puesto verifica las bases y los ejes que se utilizan en los dos puestos anteriores.
Para verificar la base, el robot, coge la misma y la deposita en la posición de medición y se retira, un cilindro provisto de un palpador, mide la profundidad del orificio y transmite la información al PLC, si la medida es correcta, el robot coge la base y la deposita en el almacén del puesto 1. Si la medida no es correcta, el robot coge la base y la deposita en la rampa de piezas defectuosas.
Para verificar los ejes, se utiliza un medidor láser. El robot, coge el eje de la rampa de alimentación, lo deja en la posición de medida y se retira, realizada la medida de un extremo del eje, si esta es correcta, el robot lo posiciona para medir el otro extremo. Si la medida es correcta, el robot coge el eje y lo deposita en la rampa/almacén del puesto de montaje de rodamientos. Si alguna de las medidas no es correcta, , el robot coge el eje y lo deposita en la rampa de piezas defectuosas. El pupitre de control del armario, en lugar de disponer de OP7, realiza el funcionamiento manual igual que en el puesto de la cinta, con pulsadores y contador de impulsos. El pupitre dispone de un visualizador/progamador del medidor láser.
El PLC utilizado en el puesto es un Siemens con CPU 3152DP, utilizando el puerto Profibús para la comunicación con el PLC maestro.
La comunicación con la unidad de control del robot se realiza mediante entradas/salidas digitales.
El robot utilizado es un Staubli RX90 de cinco ejes. Para su programación se utiliza el sof bajo el sistema operativo MS2. Para la carga del programa, se utiliza un PC específico para él. El PC del puesto, permite realizar las mismas operaciones que el del puesto de alimentación.
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Descripción. El PLC “maestro” le indica al PLC del puesto las características del montaje a realizar sobre la base que llega en la paleta, si hay que colocar dos bulones ó cuatro, y si hay que colocar rodamiento ancho ó estrecho. Con esta información, el manipulador coge la base de la paleta y la deposita en la mesa de trabajo, coloca los bulones especificados en el pedido y a continuación, coloca el eje con el rodamiento. Si el rodamiento a colocar coincide con el que viene en la paleta, lo coge directamente. Si no coincide, lo coge de su propio almacén, lo coloca y a continuación, el de la paleta lo deposita en el lugar apropiado de su almacén. En caso de que éste y este lleno, lo deja en la posición de origen. Una vez colocado el eje, coge la tapa adecuada de su almacén, la coloca sobre la base y todo el conjunto ya montado es depositado en la paleta.
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Para realizar esta tarea, el puesto utiliza dos controles de ejes Indramat (eje X y eje Y), enlazados con el PLC mediante una subred Profibús en la cual también se incluye la OP7 de la que está dotada el puesto. Para el eje Z, como sólo se utilizan tres posiciones, se consiguen mediante dos cilindros, uno para las pinzas y el otro que acciona la mesa de trabajo.
El PLC utilizado es un Siemens con CPU 3152DP que además incluye un módulo de comunicaciones Profibús (1 puerto para el enlace con la red principal y el otro puerto para la subred)
El PC utilizado está configurado igual que el del puesto anterior, y permite el mismo control que todos los anteriores.
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Descripción. Los dos puestos comparten el PLC, armario de contros y están montados en la misma base. El puesto de atornillado, dispone de una alimentación de tornillo por cuba vibratoria, de forma que una vez posicionados los tornillos en la parte superior de la cuba, son soplados a la boca del atornillador. La paleta es elevada y fijada en su posición mediante dos cilindros neumáticos y el atornillador mediante un control de par, coloca dos tornillos que sujetan la tapa a la base. Si la fijación ha sido correcta, se libera la paleta para su traslado al puesto de visión artificial.
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El puesto de visión artificial, utiliza el equipo Omron F150, el cual consta de: Fuente de alimentación, Controlador, Cámara, Lente, Monitor,
Iluminación. Permite determinar 16 escenas distintas cada una con 16 regiones. Las regiones a verificar, se fijan mediante la programadora y se comparan con las de las piezas a controlar, dando información de si la pieza montada es válida (se han colocado los tornillos, la tapa y el rodamiento). Todas las piezas son verificadas, con lo que se logra una fiabilidad del 100%.
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El PLC utilizado es un Siemens con CPU 3152DP que además incluye un módulo de comunicaciones Profibús (1 puerto para el enlace con la red principal y el otro puerto para la subred). La segunda red Profibús, está formada por el PLC como maestro, y como esclavos, están el sistema de visión artificial y el panel de operador de control del puesto.
El PC utilizado está configurado igual que el del puesto anterior, y permite el mismo control que todos los anteriores.
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Puesto que está en proceso de construcción.
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