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PLANTEL LA MAGDALENA
MANUAL DE PRÁCTICAS
MÓDULO PROFESIONAL III
“PROGRAMA SISTEMAS MECATRÓNICOS Y VERIFICA SU FINCIONAMENTO
”
---SUBMÓDULO II
“DIAGNOSTICA EL ESTADO DE LOS COMPONENTES DE FUERZA Y
ACTUADORES EN SISTEMAS MECATRONICOS”
CARRERA: MECATRÓNICA COMPONENTE: PROFESIONAL
SEMESTRE: CUARTO
ELABORADO POR: PROF. ALFREDO TAPIA CAMPOS. FECHA DE ELABORACIÓN: FEBRERO 2012
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Introducción
Este manual de prácticas fue realizado para facilitar al alumno el
aprendizaje teórico y práctico, para que desarrolle las competencias con mayor
facilidad que le servirán para el desarrollo de habilidades, destrezas conocimientos
y actitudes que utilizará en el campo laboral y también le permitirán continuar sus
estudios superiores como profesional técnico o una ingeniería a fin.
Con base a las necesidades industriales tanto como del sector público
como privado que se presentan en nuestro país y debido a la vertiginosa
velocidad del avance tecnológico; es necesario generar un nuevo paradigma; el
cual demanda la preparación del recurso humano calificado que participe
directamente en actividades productivas para el desarrollo del país.
Al Concluir este submódulo habrás asimilado y comprendido los conocimientos,
habilidades y destrezas necesarias para diagnosticar el estado de los
componentes de fuerza y actuadores en sistemas mecatrónicos
con lo que
podrás incorporarte inmediatamente, al campo laboral ya que existe mucha
demanda y puedes obtener buenos ingresos
económicos.
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ÍNDICE
1. Práctica 1
Actuadores en los MPS de la celda de manufactura
2. Práctica 2
Manipulación de actuadores
3. Práctica 3
Identifica los elementos de fuerza en los MPS de la celda de manufactura
4. Práctica 4
Relés como elementos de fuerza
5. Práctica 5
Elabora mecanismos para transmitir movimientos
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NÚMERO DE LA PRÁCTICA 1
NOMBRE DE LA PRÁCTICA Actuadores en los MPS de la celda de manufactura.
NOMBRE DEL ALUMNO
GRUPO Mecatrónica 4to semestre FECHA .
HABILIDADES A DESARROLLAR
Selecciona e identifica actuadores neumáticos.
Selecciona e identifica actuadores electricos.
MARCO TEÓRICO
Definición:
Un ACTUADOR es un dispositivo inherentemente mecánico cuya función es proporcionar fuerza para mover o “actuar” otro dispositivo mecánico. La fuerza que provoca el actuador proviene de tres fuentes posibles: Presión neumática, presión hidráulica, y fuerza motriz eléctrica (motor eléctrico o solenoide). Dependiendo del origen de la fuerza el actuador se denomina “neumático”, “hidráulico” o “eléctrico”.
Historia:
El actuador más común es el actuador manual o humano. Es decir, una persona mueve o actúa un dispositivo para promover su funcionamiento.
Con el tiempo, se hizo conveniente automatizar la actuación de dispositivos, por lo que diferentes dispositivos hicieron su aparición. Actualmente hay básicamente dos tipos de actuadores, lineales y rotatorios.
Los actuadores lineales generan una fuerza en línea recta, tal como haría un pistón. Los actuadores rotatorios generan una fuerza rotatoria, como lo haría un motor eléctrico.
Dependiendo de la energía que utilizan se pueden clasificar en: • Neumáticos
• Eléctricos • Hidráulicos
Es importante comprender el funcionamiento de los actuadores para su correcta aplicación.
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MATERIALES EQUIPO O HERRAMIENTA
Cámara fotográfica.
Libreta.
Tabla de actuadores
Módulos MPS de la celda de manufactura
PROCEDIMIENTO
1.- Selecciona un modulo MPS de la celda de manufactura.
2.- Toma fotografías de los actuadores que en el modulo se encuentran.
3.- Utiliza la tabla que ha elaborado previamente para clasificar por nombre, símbolo y fotografía los actuadores en el módulo correspondiente.
4.- Intercambian módulos y registran su información.
DIBUJOS O ESQUEMAS
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NÚMERO DE LA PRÁCTICA 2
NOMBRE DE LA PRÁCTICA Manipulación de actuadores
NOMBRE DEL ALUMNO
GRUPO Mecatrónica 4to semestre FECHA
HABILIDADES A DESARROLLAR
Manipula actuadores neumáticos. Manipula actuadores eléctricos.
MARCO TEÓRICO
MATERIALES EQUIPO O HERRAMIENTA
Actuadores neumáticos.
Actuadores eléctricos.
Fuente de alimentación.
Cables banana.
Botones pulsadores.
Cinta masquin tape.
Multímetro.
PROCEDIMIENTO
1.- Identifica los actuadores en el sistema en el modulo MPS.
2.- Marca con cinta adhesiva las conexiones del actuador.
3.- Desconecta el actuador.
4.- Realiza un circuito de control para el actuador que has desconectado.
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DIBUJOS O ESQUEMAS
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ÚMERO DE LA PRÁCTICA 3
NOMBRE DE LA PRÁCTICA Identifica los elementos de fuerza en los MPS de la celda de manufactura.
NOMBRE DEL ALUMNO
GRUPO Mecatrónica 4to semestre FECHA
HABILIDADES A DESARROLLAR
Selecciona e identifica elementos de fuerza en sistemas mecatrónicos.
MARCO TEÓRICO
Cuando a un cuerpo se le dota de propiedades eléctricas se dice que ha sido electrizado. La electrización por frotamiento permitió, a través de unas cuantas experiencias fundamentales y de una interpretación de las mismas cada vez más completa, sentar las bases de lo que se entiende por electrostática.
Si una barra de ámbar (de caucho o de plástico) se frota con un paño de lana, se electriza. Lo mismo sucede si una varilla de vidrio se frota con un paño de seda. Aun cuando ambas varillas pueden atraer objetos ligeros, como hilos o trocitos de papel, la propiedad eléctrica adquirida por frotamiento no es equivalente en ambos casos. Así, puede observarse que dos barras de ámbar electrizadas se repelen entre sí, y lo mismo sucede en el caso de que ambas sean de vidrio. Sin embargo, la barra de ámbar es capaz de atraer a la de vidrio y viceversa.
Este tipo de experiencias llevaron a W. Gilbert (1544-1603) a distinguir, por primera vez, entre la electricidad que adquiere el vidrio y la que adquiere el ámbar. Posteriormente Benjamin Frankiin en el siglo XVIII explicó los fenómenos eléctricos a través de la teoría del "fluido eléctrico" existente en todos los cuerpos. El pensaba que en los cuerpos no electrizados (neutros) el fluido permanecía de manera equilibrada, pero cuando dichos cuerpos se electrizaban entre sí, el "fluido eléctrico" se transfería: el que quedaba con más fluido era electrizado positivamente (+) y el que resultaba con menos fluido se electrizaba de modo negativo (-). Llamó a la electricidad «vítrea» de Gilbert electricidad positiva (+) y a la «resinosa» electricidad negativa (-).
Las experiencias de electrización pusieron de manifiesto que:
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manteniendo una neutralidad eléctrica.
Se ha visto que existen en la Naturaleza dos tipos de cargas, positiva y negativa, y que la cantidad más pequeña de carga es el electrón (misma carga que el protón, pero de signo contrario). También se ha visto que existe una fuerza entre las cargas.
La unidad natural de carga eléctrica es el electrón, que es: La menor cantidad de carga eléctrica que puede existir.
Como esta unidad es extremadamente pequeña para aplicaciones prácticas y para evitar el tener que hablar de cargas del orden de billones o trillones de unidades de carga, se ha definido en el Sistema Internacional de Unidades el culombio:
Un Culombio es la cantidad de carga que a la distancia de 1 metro ejerce sobre otra cantidad de carga igual, la fuerza de 9 x 109 N.
Así pues de esta definición resulta ser que :
1 Culombio = 6,23 x 1018 electrones
Como el culombio puede no ser manejable en algunas aplicaciones, por ser demasiado grande, se utilizan también sus divisores:
1 miliculombio = la milésima parte del culombio por lo que : 1 Cul = 1.000 mCul
1 microculombio = la millonésima parte del culombio por lo que : 1 Cul = 1.000.000 mCul
De todo lo anterior concluimos que los electrones y los protones tiene una propiedad llamada carga eléctrica, los neutrones son eléctricamente neutros ya que carecen de carga. Los electrones tienen una carga negativa mientras que los protones la tienen positiva.
El átomo está constituido por un núcleo. Un átomo normal es neutro, ya que tiene el mismo número de protones o cargas positivas que de electrones o cargas negativas. Sin embargo, un átomo puede ganar electrones y quedar cargado negativamente, o bien puede perderlos y cargarse positivamente.
La masa del protón es aproximadamente 2000 veces mayor que la del electrón, pero la magnitud de sus cargas eléctricas es la misma. Por tanto la carga de un electrón neutraliza la del protón.
MATERIALES O
SUSTANCIAS EQUIPO O HERRAMIENTA
Cámara fotográfica.
Libreta.
Tabla de actuadores
Módulos MPS de la celda de manufactura
PROCEDIMIENTO
1.- Selecciona un modulo MPS de la celda de manufactura.
2.- Toma fotografías de los elementos de fuerza que en el modulo se encuentran.
3.- Utiliza la tabla que ha elaborado previamente para clasificar por nombre, símbolo y fotografía los elementos de fuerza en el módulo correspondiente.
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DIBUJOS O ESQUEMAS
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NÚMERO DE LA PRÁCTICA 4
NOMBRE DE LA PRÁCTICA Relés como elementos de fuerza
NOMBRE DEL ALUMNO
GRUPO Mecatrónica 4to semestre FECHA
HABILIDADES A DESARROLLAR
Utiliza herramienta eléctrica.
Realiza la conexión de dispositivos.
Usa instrumentos de medición.
MARCO TEÓRICO
El relé o relevador es un dispositivo electromecánico. Funciona como un interruptor controlado por un circuito eléctrico en el que, por medio de una bobina y un electroimán, se acciona un juego de uno o varios contactos que permiten abrir o cerrar otros circuitos eléctricos independientes. Fue inventado por Joseph Henry en 1835.
Dado que el relé es capaz de controlar un circuito de salida de mayor potencia que el de entrada, puede considerarse, en un amplio sentido, como un amplificador eléctrico. Como tal se emplearon en telegrafía, haciendo la función de repetidores que generaban una nueva señal con corriente procedente de pilas locales a partir de la señal débil recibida por la línea. Se les llamaba "relevadores"
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MATERIALES EQUIPO O HERRAMIENTA
Fuente de alimentación a 24 V.
Cables banana.
2 Relevadores a 24 V CD
2 relevadores a 110 V CA
Actuadores eléctricos a 24 y 110 V
Multímetro.
Pinzas de corte
Desarmadores plano y de cruz
PROCEDIMIENTO
1. Elabora un diagrama de control eléctrico secuencial para manipular un sistema electroneumático.
2. Elabora el diagrama neumático a manipular. 3. Solicita el material necesario
4. Realiza la conexión del sistema.
5. Mide continuidad en las conexiones antes de alimentar el sistema. 6. Realiza el trabajo a nivel de voltaje de 24 V y 110 V
DIBUJOS O ESQUEMAS
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NÚMERO DE LA PRÁCTICA 5
NOMBRE DE LA PRÁCTICA Elabora mecanismos para transmitir movimientos
NOMBRE DEL ALUMNO
GRUPO Mecatrónica 4to semestre FECHA
HABILIDADES A DESARROLLAR
Utiliza herramienta eléctrica.
Elabora mecanismos con materiales diversos.
Usa instrumentos de medición.
MARCO TEÓRICO
Toda máquina compuesta es una combinación de
mecanismos
; y un mecanismo es una
combinación de operadores cuya función es producir, transformar o controlar un movimiento.
Los mecanismos se construyen encadenando varios operadores mecánicos entre si, de tal forma que la salida de uno se convierte en la entrada del siguiente.
Por ejemplo, en el taladro de sobremesa se emplean varios mecanismos, analicemos dos de ellos directamente relacionados con los movimientos de la broca (giro y avance):
El primer mecanismo es el encargado de llevar el movimiento giratorio desde el eje conductor al conducido (desde el motor al eje que hace girar la broca). Para construirlo se han empleado diez poleas de diferentes diámetros, dos ejes y una correa, formando la denominada caja de
velocidades.
PLANTEL LA MAGDALENAEl segundo mecanismo es el encargado de desplazar la broca longitudinalmente (hacia arriba o hacia abajo). Este
mecanismo consiste en un eje de avance que accionado por una palanca de control hace girar un piñón que a su vez engrana con una cremallera que se desplaza hacia arriba o hacia abajo según el sentido de giro del piñón (mecanismo cremallera-piñón). Vemos que con este sistema transformamos un movimiento circular en el extremo de la palanca de control en uno longitudinal de la broca.
Este mecanismo encadena los efectos de, al menos, cuatro operadores (algunos no se han representado para simplificar el gráfico): eje, palanca, piñón y cremallera.
MATERIALES EQUIPO O HERRAMIENTA
Madera
Aluminio
Acrílico
Taladro.
Brocas.
Arco y segueta.
Flexómetro.
PROCEDIMIENTO
Movimiento Entrada Movimiento Salida Mecanismo que podemos emplear
Giratorio
Giratorio
Ruedas de fricción
Transmisión por correa (Polea-correa) Transmisión por cadena (Cadena-piñón)
Rueda dentada-Linterna Engranajes Sinfín-piñón Oscilante Leva-palanca Excéntrica-biela-palanca Lineal alternativo Cigüeñal-biela
Excéntrica-biela-émbolo (biela-manivela)
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Lineal continuo
Cremallera-piñón Tornillo-tuerca Torno-cuerda
Oscilante
Giratorio Excéntrica-biela-palanca
Oscilante
Lineal alternativo Sistema de palancas
Lineal continuo Giratorio
Cremallera-Piñón o Cadena-Piñón Aparejos de poleas
Rueda Torno
Lineal alternativo
Giratorio alternativo Cremallera-piñón
Giratorio continuo Biela-manivela (excéntrica-biela; cigüeñal-biela)
Lineal alternativo Sistema de palancas
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BIBLIOGRAFÍA
1.- Sabri Centinkun. Mecatrónica. Grupo editorial patria.
2.- W. Bolton mecatrónica sistemas de control electrónico en la ingeniería mecánica y electrónica. Ed. Alfa omega.