Instalación de Mecanismos Ortega Nazario Joaquín Guillermo Índice Presentación ..................................................................................................................................................... 2 Justificación ...................................................................................................................................................... 3 Propósito del Módulo...................................................................................................................................... 5 Tabla de Ponderación ..................................................................................................................................... 6 Unidades y Resultados de Aprendizaje del Contenido del Programa de Estudios ....................... 7 Desarrollo........................................................................................................................................................... 8 NOTA DE APRENDIZAJE R.A 1.3.................................................................. ¡Error! Marcador no definido. Materiales Didácticos R. A. 1.3 ..................................................................................................................... 8 Ejercicios R. A. 1.3......................................................................................................................................... 24 Actividad de Evaluación R. A. 1.3 .............................................................................................................. 29 Rúbrica o Criterios de Evaluación R. A. 1.3 ............................................................................................ 31 NOTA DE APRENDIZAJE R.A 2.2............................................................................................................... 34 Material didáctico R. A 2.3 ........................................................................................................................... 34 Actividad de Evaluación R. A. 2.2 .............................................................................................................. 38 Rúbrica o Criterios de Evaluación R. A. 2.2 ............................................................................................ 39 Actividad de Evaluación R. A. 2.3 .............................................................................................................. 54 Rúbrica o Criterios de Evaluación R. A. 2.3 ........................................................................................... 55 NOTA DE APRENDIZAJE R.A 3.2 ............................................................................................................. 58 Material didáctico R. A. 3.2 .......................................................................................................................... 58 Ejercicios del R. A. 3.1 .................................................................................................................................. 63 Actividad de Evaluación R. A. 3.2 .............................................................................................................. 65 Rúbrica o Criterios de Evaluación R. A. 3.2 ............................................................................................ 65 Fuentes de Consulta ..................................................................................................................................... 68 Glosario……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….71 Manual de Conocimientos Esenciales 1 Presentación (Director Estatal) Manual de Conocimientos Esenciales 2 Justificación El módulo de Instalación de mecanismos, corresponde al núcleo de formación profesional, es de tipo específico y se imparte en el tercer semestre de la carrera de Profesional Técnico y Profesional Técnico-Bachiller en Mecatrónica. Tiene como finalidad, que el alumno realice la instalación de diferentes tipos de mecanismos, empleados en la transmisión de movimiento en los sistemas mecatrónicos. Los mecanismos que dan movilidad a los sistemas mecatrónicos muchas veces presentan una reducción intencionada, los motores en si no dan la fuerza (o torque) necesaria para desplazar el peso y en caso de que así lo fuera, la velocidad no da la posibilidad de gobernarlo adecuadamente, la reducción no sólo disminuye la velocidad sino “aumenta la fuerza “(esto debido a las relaciones mecánicas entre engranajes) que puede ser aplicada a cualquier mecanismo, como es el caso de las ruedas motrices, utilizadas en algunos de estos. Por ello, es importante conocer y aplicar los criterios que se manejan al realizar la instalación de mecanismos de estos sistemas mecatrónicos que en muchas ocasiones se reducen a sistemas robotizados ya sea fijo o móvil. El presente módulo está conformado por tres unidades de aprendizaje. La primera unidad identifica el funcionamiento de mecanismos básicos, selecciona los requerimientos técnicos y desarrolla el plan de instalación; en la segunda unidad realiza el acondicionamiento de la infraestructura, tomando en cuenta el plan desarrollado e instala los mecanismos, de acuerdo a especificaciones técnicas, considerando también el caso en el qe se requieren modificaciones en su estructura, finalmente en la tercera unidad verifica los parámetros de operación y realiza el ajuste de características operativas del mecanismo instalado o modificado. La contribución del módulo al perfil de egreso de la carrera, incluye el desarrollo de competencias para instalar mecanismos acoplados a sistemas mecatrónicos, de acuerdo a las especificaciones técnicas y realiza la puesta a punto de los mismos. Manual de Conocimientos Esenciales 3 La formación profesional del PT y el PT-B, está diseñada con un enfoque de procesos, lo cual implica un desarrollo en la adquisición de competencias profesionales que incluye funciones productivas integradas en las etapas de instalación, manejo, operación, diagnóstico, mantenimiento y mejora de diversos sistemas mecatrónicos. En este sentido el módulo de Instalación de mecanismos, refleja la etapa inicial de la formación y las competencias desarrolladas serán empleadas de manera constante dentro de la carrera. Además, estas competencias se complementan con la incorporación de otras competencias básicas, profesionales y genéricas que refuerzan la formación tecnológica y científica, y fortalecen la formación integral de los educandos; que los prepara para comprender los procesos productivos en los que están involucrados para enriquecerlos y transformarlos; así como para resolver problemas, ejercer la toma de decisiones y desempeñarse en diferentes ambientes laborales, con una actitud creadora, crítica, responsable y propositiva: De la misma manera, fomenta el trabajo en equipo, el desarrollo pleno de su potencial en los ámbitos profesional y personal, y la convivencia de manera armónica con el medio ambiente y la sociedad. La tarea del docente tendrá que diversificarse con el fin de coadyuvar a que sus alumnos desarrollen las competencias propuestas en el módulo, realizando funciones tanto de facilitador del aprendizaje como de preceptor, que consistirán en la guía y acompañamiento de los alumnos durante su proceso de formación académica y personal, y en la definición de estrategias de participación que permitan incorporar a su familia en un esquema de corresponsabilidad que coadyuve a su desarrollo integral. Por último, es necesario que al final de cada unidad de aprendizaje se considere una sesión de clase en la cual se realice la recapitulación de los aprendizajes logrados, en lo general, por los alumnos con el propósito de verificar que estos se han alcanzado o, en caso contrario, determinar las acciones de mejora pertinentes. En este proceso, los docentes tienen la facultad de instrumentar las modalidades de autoevaluación, coevaluación y heteroevaluación, de acuerdo con las condiciones particulares de su entorno, aun cuando de manera institucional se definen los criterios e indicadores para su aplicación. Manual de Conocimientos Esenciales 4 Propósito del Módulo Realizar la instalación de diferentes mecanismos, considerando sus requerimientos técnicos y sus parámetros de operación para su puesta a punto en los sistemas mecatrónicos, siguiendo instrucciones y procedimientos de manera reflexiva, comprendiendo como cada uno de sus pasos contribuye al alcance de un objetivo. Manual de Conocimientos Esenciales 5 Tabla de Ponderación UNIDAD 1. Preparación de la instalación de mecanismos RA 1.1 Identifica el funcionamiento de mecanismos básicos, utilizados en sistemas mecatrónicos. 1.2 Selecciona los requerimientos técnicos, necesarios para la instalación de mecanismos. 1.3 Desarrolla el plan de instalación, de mecanismos básicos. % PESO PARA LA UNIDAD ACTIVIDAD DE EVALUACIÓN 1.3.1 ASPECTOS A EVALUAR C P A ▲ ▲ % Peso Específico % Peso Logrado % Peso Acumulado 20% 20% 2.1 Realiza el acondicionamiento de la infraestructura, para la instalación. 2. Desarrollo de la instalación de mecanismos 3 Puesta a punto de mecanismos. 2.2 Instala mecanismos, de acuerdo a especificaciones técnicas. 2.3 Instala y modifica mecanismos presentes en los sistemas robotizados, empleado procedimientos normalizados de ensamble y desensamble. % PESO PARA LA UNIDAD 3.1 Verifica los parámetros de operación, de diferentes mecanismos. 3.2 Realiza el ajuste de características operativas, de los mecanismos. % PESO PARA LA UNIDAD PESO TOTAL DEL MÓDULO Manual de Conocimientos Esenciales 2.2.1 ▲ ▲ ▲ 20% 2.3.1 ▲ ▲ ▲ 30% 50% 3.2.1 ▲ ▲ 30% 30% 100% 6 Unidades y Resultados de Aprendizaje del Contenido del Programa de Estudios 1. Preparación de la instalación de mecanismos. 30 horas 1.1 Identifica el funcionamiento de mecanismos básicos, utilizados en sistemas mecatrónicos. 10 horas 1.2 Selecciona los requerimientos técnicos, a partir de los alcances proyectados para la instalación de mecanismos. 10 horas 1.3 Desarrolla el plan de instalación de mecanismos básicos, considerando sus características técnicas. 10 horas Instalación de mecanismos 90 horas 2. Desarrollo de la instalación de mecanismos 40 horas 2.1 Realiza el acondicionamiento de la infraestructura, considerando las características de la instalación. 10 horas 2.2 Instala mecanismos, de acuerdo a especificaciones técnicas del fabricante. 15horas 2.3 Instala y modifica mecanismos presentes en los sistemas robotizados, empleado procedimientos normalizados de ensamble y desensamble. 15horas 3. Puesta a punto de mecanismos. 20 horas 3.1 Verifica los parámetros de operación de diferentes mecanismos, empleando instrumentos de medición. 10 horas 3.2 Realiza el ajuste de características operativas de los mecanismos, asegurando su funcionamiento. 10 horas IMEC-02 Manual de Conocimientos Esenciales 14/25 7 Desarrollo NOTA DE APRENDIZAJE: R.A. 1.3 UNIDAD 1 Tema Preparación de la Instalación de Mecanismos Competencia Instalar mecanismos acoplados a sistemas mecatrónicos, de acuerdo a las especificaciones técnicas. Objetivo: 1.1 Identificar el funcionamiento de mecanismos básicos, utilizados en sistemas mecatrónicos. Materiales Didácticos R. A. 1.3 Los temas a desarrollar en el presente resultado de aprendizaje son los siguientes: Introducción a Sistemas de Mecanismos Los mecanismos son las máquinas más simples y pueden estar unidos entre sí de diferentes maneras. Al ser analizados según los principios de la física y el álgebra lineal, podemos desarrollar sistemas de ecuaciones. Los mecanismos pueden ser simples, estudiados desde un enfoque de dos dimensiones, o complejos, estudiados mediante rotaciones tridimensionales. La mecatrónica es considerada como tecnología y/o ingeniería, que utiliza no solo tecnología mecánica convencional, sino que también utiliza tecnología de ingeniería como la tecnología electrónica, ingenie- ría de sistemas, etc. Dentro de las características de un sistema mecatrónico se tienen los mecanismos de operación, donde los diferentes elementos que componen y ejecutan todas las diferentes funciones de una manera automática e independiente. Manual de Conocimientos Esenciales 8 Existe una similitud entre los elementos que componen a un sistema mecatrónico y las articulaciones de un ser humano, por lo que, en un sistema mecatrónico, la computadora viene a ser el cerebro, del ser humano, los sensores simulan los cinco sentidos del ser humano, los actuadores serían los músculos, el mecanismo del sistema mecatrónico simulan el esqueleto de un humano, mientras que la fuente de energía simula el metabolismo. Figura Sistema mecatrónico Por tanto, un sistema mecatrónico es considerado un sistema digital que recoge las señales, las pro- cesa y da como resultado una respuesta a través de los elementos actuadores, los cuales generan movimiento o acciones sobre el sistema en el que se va a llevar a cabo la actuación, de ahí que los sistemas mecánicos como el que se muestra en la figura 1, se encuentren integrados por sensores, microprocesadores y controladores. (Fuente: http://www.bwrayan. perublog.net/) ¿Qué son los mecanismos? Son elementos, dispositivos o conjuntos de solidos que tienen como finalidad transmitir o transformar fuerzas y movimientos desde un elemento motriz o motor hasta un elemento conducido o receptor. Su finalidad es facilitar ciertas tareas al ser humo. Manual de Conocimientos Esenciales 9 Un mecanismo también puede transformar un movimiento de entrada (ya sea lineal, circular u oscilante) en un patrón deseable de salida predecible, según la necesidad a solucionar. Tipos de mecanismo Los mecanismos pueden clasificarse según muchas variables: Según la cantidad de eslabones pueden ser: • Binarios. • Ternarios. • Cuaternarios. Según su función pueden ser: • Fijos. • Conductores. • Transductores. • Conducidos. Según el movimiento que ocasionan pueden ser: • Fijos. • De manivela. • De biela. • De corredera. Ing. Chirinos A. (S.F.). Tipos de mecanismos. Disponible en: https://www.tipos.cc/mecanismos/ Manual de Conocimientos Esenciales 10 1.- Identificación de mecanismos de transmisión de movimiento lineal: Mecanismos de transmisión lineal Son los mecanismos que se mueven en línea recta y la relación entre la transmisión y la transformación de fuerzas se da a través de una polea, sea fija o móvil. Las palancas que se encuentran en estos mecanismos pueden ser primer grado, de segundo grado o de tercer grado, dependiendo de donde se encuentre la fuerza de apoyo que provoque la transformación. Este mecanismo se encuentra en las cañas de pescar y en las carretillas utilizadas para la construcción. Ejemplos: • Palanca: Si tienes la posibilidad revisa el siguiente video: https://www.youtube.com/watch?v=8s89OFnhQuo La palanca es un operador compuesto de una barra rígida que oscila sobre un eje (fulcro). Según los puntos en los que se aplique la potencia (fuerza que provoca el movimiento) y las posiciones relativas de eje y barra, se pueden conseguir tres tipos diferentes de palancas a los que se denomina: de primero, segundo y tercer género (o grado). La palanca de primer grado permite situar la carga (R, resistencia) a un lado del fulcro y el esfuerzo (P, potencia) al otro, lo que puede resultar muy cómodo para determinadas aplicaciones (alicates, patas de cabra, balancines...). Esto nos permite conseguir que la Manual de Conocimientos Esenciales 11 potencia y la resistencia tengan movimientos contrarios cuya amplitud (desplazamiento de la potencia y de la resistencia) dependerá de las respectivas distancias al fulcro. Ejemplo palanca primer grado La palanca de segundo grado permite situar la carga (R, resistencia) entre el fulcro y el esfuerzo (P, potencia). Con esto se consigue que el brazo de potencia siempre será mayor que el de resistencia (BP>BR) y, en consecuencia, el esfuerzo menor que la carga (P<R). Este tipo de palancas siempre tiene ganancia mecánica. Manual de Conocimientos Esenciales 12 Ejemplo palanca de segundo grado: La palanca de tercer grado permite situar el esfuerzo (P, potencia) entre el fulcro (F) y la carga (R, resistencia). Con esto se consigue que el brazo de la resistencia siempre será mayor que el de la potencia (BR>BP) y, en consecuencia, el esfuerzo mayor que la carga (P>R). Este tipo de palancas nunca tiene ganancia mecánica. Manual de Conocimientos Esenciales 13 Ejemplo de palanca de tercer grado Después de haber leído y analizado los conceptos anteriores si tienes la posibilidad de ver el siguiente video: https://www.youtube.com/watch?v=QRUlAjFWHgI En el video podrás observar el funcionamiento y concepto de cada tipo de palanca y como resolver problemas de palancas. Manual de Conocimientos Esenciales 14 También podemos encontrar los siguientes tipos de mecanismos: Mecanismos de transmisión circular Son aquellos que realizan un movimiento a través de un sistema de poleas con correa o mediante ruedas de ficción. También pueden hacerlo mediante un tren de poleas con correas, de un tornillo sin fin, con engranajes o ruedas dentadas, lo que se conoce como sistema de engranes o trenes de engranajes. Un ejemplo de esto es la caja de velocidades de un vehículo y sistemas industriales en cadena. Mecanismos dirigentes y reguladores del movimiento Son los que se encargan de regular el movimiento y su dirección mediante un trinquete y un freno, ya sea de disco, de tambor o un freno de cinta. Puedes encontrar este mecanismo en el freno de un vehículo. Mecanismos de transformación del movimiento circular en rectilíneo Son aquellos que transforman el sentido de la transmisión circular en movimiento lineal. Puedes encontrar un ejemplo de esto en el funcionamiento de un piñón y una cremallera, un tornillo y una tuerca o conjuntos como manivelas y tornos. Mecanismos de transformación del movimiento circular en rectilíneo alternativo Es el más complejo que existe y busca alternar el sentido de un movimiento para lograr una mayor fuerza en el menor espacio posible. Manual de Conocimientos Esenciales 15 Ejemplos: • Polea simple Si tienes la posibilidad mira el siguiente video: https://www.youtube.com/watch?v=WnYfncA_sI4 Una polea es una máquina simple, un dispositivo mecánico de tracción, que sirve para transmitir una fuerza. Consiste en una rueda con un canal en su periferia, por el cual pasa una cuerda que gira sobre un eje central. La polea fija de cable es una polea simple, o una de gancho, cuyo eje no se desplaza cuando tiramos de la cuerda que la rodea. Para su construcción necesitamos, como mínimo, un soporte, un eje, una polea de cable y una cuerda. La polea de cable puede ser fija o de gancho. En estas poleas se distinguen los siguientes elementos tecnológicos básicos: Resistencia (R). Es el peso de la carga que queremos elevar o la fuerza que queremos vencer. Tensión (T). Es la fuerza de reacción que aparece en el eje de la polea para evitar que la cuerda lo arranque. Tiene el mismo valor que la suma vectorial de la potencia y la resistencia. Manual de Conocimientos Esenciales 16 Potencia (P). Es la fuerza que tenemos que realizar para vencer la resistencia. Esta fuerza coincide la que queremos vencer. La polea móvil no es otra cosa que una polea de gancho conectada a una cuerda que tiene uno de sus extremos anclado a un punto fijo y el otro (extremo móvil) conectado a un mecanismo de tracción. Estas poleas disponen de un sistema armadura-eje que les permite permanecer unidas a la carga y arrastrarla en su movimiento (al tirar de la cuerda la polea se mueve arrastrando la carga). Manual de Conocimientos Esenciales 17 Polipasto: Se emplea en la elevación o movimiento de cargas siempre que queramos realizar un esfuerzo menor que el que tendríamos que hacer levantando a pulso el objeto. Es una combinación de poleas fijas y móviles recorridas por una sola cuerda que tiene uno de sus extremos anclado a un punto fijo. Manual de Conocimientos Esenciales 18 Los elementos técnicos del sistema son los siguientes: La polea fija tiene por misión modificar la dirección de la fuerza (potencia) que ejercemos sobre la cuerda. El hecho de ejercer la potencia en sentido descendente facilita la elevación de cargas, pues podemos ayudarnos de nuestro propio peso. La polea móvil tiene por misión proporcionar ganancia mecánica al sistema. Por regla general, cada polea móvil nos proporciona una ganancia igual a 2. La cuerda (cable) transmite las fuerzas entre los diferentes elementos. Su resistencia a la tracción ha de estar en función del valor de la resistencia y de la ganancia mecánica del sistema, que a su vez depende del número de poleas móviles y de su combinación con las fijas. Manual de Conocimientos Esenciales 19 En este mecanismo la ganancia mecánica y el desplazamiento de la carga van en función inversa: cuanto mayor sea la ganancia conseguida menor será el desplazamiento. La ganancia de cada sistema depende de la combinación realizada con las poleas fijas y móviles, por ejemplo, podremos obtener ganancias 2, 3 ó 4 según empleemos una polea fija y una móvil, dos fijas y una móvil o una fija y dos móviles respectivamente. Si tienes la oportunidad observa el siguiente video: https://www.youtube.com/watch?v=BOroeiLUMnI En el cual podrás verificar cómo funcionan y como se resuelven problemas con poleas Manual de Conocimientos Esenciales 20 2.- Identificación de mecanismos de transmisión de movimiento rotatorio a rotatorio. Sistema de transmisión por engranes: El sistema de engranajes es similar al de ruedas de fricción. La diferencia estriba en que la transmisión simple por engranajes consta de una rueda motriz con dientes en su periferia exterior, que engrana sobre otra similar, lo que evita el deslizamiento entre las ruedas. Al engranaje de mayor tamaño se le denomina rueda y al de menor piñón. Sistema de transmisión por poleas: El multiplicador de velocidad por poleas más elemental que puede construirse emplea, al menos, los siguientes operadores: dos ejes (conductor y conducido), dos poleas fijas de correa (conductora y conducida), una correa y una base sobre la que fijar todo el conjunto; a todo ello se le pueden añadir otros operadores como poleas tensoras o locas cuya finalidad es mejorar el comportamiento del sistema Manual de Conocimientos Esenciales 21 Relación de velocidades La transmisión de movimientos entre dos ejes mediante poleas está en función de los diámetros de estas, cumpliéndose en todo momento: Donde: D1 Diámetro de la polea conductora D2 Diámetro de la polea conducida N1 Velocidad de giro de la Polea Conductora N2 Velocidad de giro de la Polea Conducida Definiendo la relación de velocidades (i) como: Sistema de trasmisión por Cadena-Piñón: Permite transmitir un movimiento giratorio entre dos ejes paralelos, pudiendo modificar la velocidad, pero no el sentido de giro (no es posible hacer que un eje gire en sentido horario y el otro en el contrario). En las bicicletas se emplean mucho el "cambio de velocidad" compuesto por varias ruedas en el eje del pedal (catalina) y varias en el de la rueda (piñón), lo que permite obtener, modificando la posición de la cadena, entre 15 y 21 velocidades diferentes. Manual de Conocimientos Esenciales 22 Este sistema consta de una cadena sin fin (cerrada) cuyos eslabones engranan con ruedas dentadas (piñones) que están unidas a los ejes de los mecanismos conductor y conducido. Los ejes tienen que mantenerse en posición fija uno respecto a otro, por lo que suelen sujetarse mediante soportes, armaduras u horquillas (en el caso de motos y bicicletas) Manual de Conocimientos Esenciales 23 Ejercicios R. A. 1.3 Ejercicios de palancas: 1.- Indica si las siguientes palancas son de 1º, 2º ó 3º grado: Manual de Conocimientos Esenciales 24 2.- Cada cuadrado azul tiene un peso de 1 Kg y cada segmento de la palanca mide 1 m. Indica hacia dónde se moverá la palanca en cada caso. Ejercicios de poleas: 1.- Completa la siguiente frase, empleando estas palabras: Complejo fijas polipasto aumenta esfuerzo móviles dos “Un conjunto de dos o más poleas se denomina___________. Está constituido por______grupos de poleas: _________ y ______________.A medida que _________el número de poleas, el mecanismo se hace más el__________ _____, pero disminuye.” 2.- En las siguientes figuras: Indica cuáles son poleas fijas, y cuáles polipastos. Manual de Conocimientos Esenciales 25 Ejercicios de mecanismos de transmisión: 1.- Realiza un esquema-resumen de los mecanismos de transmisión circular estudiados en clase, indicando su nombre y principales características. 2.- El dibujo siguiente representa una transmisión por ruedas de fricción. La rueda “A” está unida al eje motor (motriz) y la “C” al receptor (conducida). Cuando la rueda conductora gira en el sentido de las agujas del reloj (dextrógiro). Contesta a las siguientes cuestiones: a) ¿En qué sentido girará la rueda “C”? Manual de Conocimientos Esenciales 26 b) Ordenar las ruedas por orden decreciente de velocidades. Objetivo: 1.2 Selecciona los requerimientos técnicos, a partir de los alcances proyectados para la instalación de mecanismos. Los temas a desarrollar en este objetivo serán: La planeación de un proyecto de un sistema mecatrónico. Dentro de los requisitos que se nos puede solicitar en un proyecto son: Resumen del proyecto, materiales, costos, planos, por mencionar algunos, de los cuales haremos mención de algunos de ellos, los cuales vamos a manejar. Resumen del proyecto: será una breve explicación de lo que consta nuestro proyecto dentro del cual debemos especificar lo que estamos realizando, su funcionamiento, materiales utilizados, tiempos de realización, (inicio, final) Manual de Conocimientos Esenciales 27 Planos(diagramas), los cuales deben contener las nomenclaturas correspondientes (medidas, unidades, sentidos de operación, simbología) Costos: deberá contemplar el presupuesto indicando el precio los materiales (elementos a utilizar) de forma unitaria y en conjunto a demás de contemplar la mano de obra. Interpretación de documentación técnica: para la elaboración de un proyecto dentro de la documentación que interpretarán serán: • Diagramas y/o planos Ejemplos de diagramas de transmisión por poleas Ejemplos de diagramas de transmisión por engranes Manual de Conocimientos Esenciales 28 Ejemplo de diagramas de transmisión por cadena • Especificaciones técnicas son los documentos en los cuales se definen las normas, exigencias y procedimientos a ser empleados y aplicados en todos los trabajos de construcción de obras, elaboración de estudios, fabricación de equipos. Si puedes ver el siguiente video: https://www.youtube.com/watch?v=D45G7VJo2Ws En el cual se va observar paso a paso como se lleva a cabo un proyecto desde el nacimiento de la idea que se va a elaborar, la selección de los materiales, costos y características del producto (proyecto) final que se va a obtener Actividad de Evaluación R. A. 1.3 Actividad de Evaluación: Valor 20 % Nombre del docente Evaluador: Nombre del Alumno: Manual de Conocimientos Esenciales Grupo: Fecha: 29 Resultado 1.3 Desarrolla el Actividad de plan de instalación de aprendizaje: de mecanismos evaluación: 1.3.1. Elabora plan de instalación de mecanismos que contenga: • Proyecto de instalación. básicos, • Requerimientos técnicos. considerando sus • Selección de elementos. características • Cuantificación y presupuestación. técnicas. Objetivo: 1.3 Desarrolla el plan de instalación de mecanismos básicos, considerando sus características técnicas. En este objetivo realizaremos lo siguiente: con todo lo aprendido podremos realizar el siguiente ejercicio de evaluación 1.3.1 Elaborará un plan de instalación de mecanismos que contenga: Proyecto de instalación. Selección de elementos. Cuantificación y presupuestación. Las evidencias a entregar serán: Proyecto escrito. Plano de instalación. Ficha de requerimientos técnicos. Cuadro comparativo de elementos. Informe de justificación de la elección. Proyecto quedara a su elección con cualquiera de los sistemas de mecanismos de transmisión vistos anteriormente deberá realizar su proyecto por escrito hacer un Manual de Conocimientos Esenciales 30 diagrama justificar porque su selección de dichos mecanismos y los elementos que se ocuparían. Rúbrica o Criterios de Evaluación R. A. 1.3 Revisión del sistema y el sitio de instalación INDICADORES % 20% Excelente CRITERIOS Suficiente Organizado en equipo, asiste al taller e identifica las características técnicas del sistema que requiere de la instalación del mecanismo. Organizado en equipo, asiste al taller e identifica las características técnicas del sistema que requiere de la instalación del mecanismo. Verifica que el sitio en el que se encuentra el sistema a intervenir permite el desarrollo de las maniobras de instalación. Verifica que el sitio en el que se encuentra el sistema a intervenir permite el desarrollo de las maniobras de instalación. Analiza la función integral del sistema y la función particular que el mecanismo realizará. Define la compatibilidad del mecanismo elegido con el sistema. Analiza la función integral del sistema y la función particular que el mecanismo realizará. Define la compatibilidad del mecanismo elegido con el sistema. Expone sus puntos de vista, considerando los de sus compañeros de equipo, para determinar la viabilidad de la instalación requerida. Realiza el resumen de las observaciones realizadas. Insuficiente Omite alguno de siguientes aspectos: los Organizarse en equipo. Asistir al taller e identificar las características técnicas del sistema que requiere de la instalación del mecanismo. Verificar que el sitio en el que se encuentra el sistema a intervenir permite el desarrollo de las maniobras de instalación Analizar la función integral del sistema y la función particular que el mecanismo realizará. Definir la compatibilidad del mecanismo elegido con el sistema. Realizar el resumen de las observaciones realizadas. Realiza el resumen de las observaciones realizadas. Manual de Conocimientos Esenciales 31 Lista las actividades a realizar en el proceso de instalación del mecanismo propuesto por el docente. Elaboración de la ruta crítica Elige el tipo de periodo en que se va a dividir el programa de actividades de instalación. Determina la secuencia de las actividades a programar. 30% Calcula el periodo de instalación en el sistema. Elabora el diagrama de barras de las actividades. Determina las posibles rutas críticas y los ajustes de las mismas y elige la más viable. Lista las actividades a realizar en el proceso de instalación del mecanismo propuesto por el docente. Elige el tipo de periodo en que se va a dividir el programa de actividades de instalación. Determina la secuencia de las actividades a programar. Calcula el periodo de instalación en el sistema. Elabora el diagrama de barras de las actividades. Determina las posibles rutas críticas y los ajustes de las mismas y elige la más viable. Omite alguno de siguientes aspectos: los Listar las actividades a realizar en el proceso de instalación del mecanismo propuesto por el docente. Elegir el tipo de periodo en que se va a dividir el programa de actividades de instalación. Determinar la secuencia de las actividades a programar. Calcular el periodo de instalación en el sistema. Elaborar el diagrama de barras de las actividades. Determinar las posibles rutas críticas y los ajustes de las mismas y elige la más viable Elige alternativas y cursos de acción con base en criterios sustentados optimizando la ruta elegida. Manual de Conocimientos Esenciales 32 Elaboración de planes de instalación Realiza la selección de la rutina considerando la ruta crítica que mejor responde a las necesidades de instalación. Determina la secuencia de aplicación del procedimiento de instalación del mecanismo elegido. 50% Define los requerimientos de materiales, consumibles, herramientas y refacciones. Elabora el plano de instalación. Genera un presupuesto de los costos de la instalación programada. Propone más de una forma de desarrollar la instalación del mecanismo en equipo, definiendo un curso de acción con pasos específicos. Realiza la selección de la rutina considerando la ruta crítica que mejor responde a las necesidades de instalación. Determina la secuencia de aplicación del procedimiento de instalación del mecanismo elegido. Define los requerimientos de materiales, consumibles, herramientas y refacciones. Elabora el plano de instalación. Genera un presupuesto de los costos de la instalación programada. Estructura el plan de instalación para el mecanismo propuesto por el docente, cumpliendo con las características descritas. Omite alguno de siguientes aspectos: los Realizar la selección de la rutina considerando la ruta crítica que mejor responde a las necesidades de instalación. Determinar la secuencia de aplicación del procedimiento de instalación del mecanismo elegido. Definir los requerimientos de materiales, consumibles, herramientas y refacciones. Elaborar el plano de instalación. Generar un presupuesto de los costos de la instalación programada. Estructurar el plan de instalación para el mecanismo propuesto por el docente, cumpliendo con las características descritas. Estructura el plan de instalación para el mecanismo propuesto por el docente, cumpliendo con las características descritas. 100% Manual de Conocimientos Esenciales 33 UNIDAD APRENDIZAJE: DE 2. Desarrollo de la instalación de mecanismos RESULTADO APRENDIZAJE: DE 2.1 Realiza el acondicionamiento de la infraestructura, considerando las características de la instalación. 2.2 Instala mecanismos, de acuerdo a especificaciones técnicas del fabricante 2.3 Instala y modifica mecanismos presentes en los sistemas robotizados, empleado procedimientos normalizados de ensamble y desensamble. Tema NOTA DE APRENDIZAJE R.A 2.2 Acondicionamiento de la infraestructura, considerando las características de la instalación. Competencia Instalar mecanismos acoplados a sistemas mecatrónicos, de acuerdo a las especificaciones técnicas. Objetivo: 2.1 Realiza el acondicionamiento de la infraestructura, considerando las características de la instalación Material didáctico R. A 2.3 Los temas a desarrollar en el presente resultado de aprendizaje son los siguientes: El alumno Analiza el estudio del caso expuesto, y genera sus propias conclusiones al enfrentarse a una situación problemática referida a una mala elección de los materiales requeridos en una instalación de mecanismos y Elaborará un resumen de las características de las herramientas a utilizar en los diferentes tipos de instalación de mecanismos, estructurando sus ideas de manera clara, coherente y sintética. Manual de Conocimientos Esenciales 34 Desarrollando un informe de actividades del mecanismo a instalar y los elementos mecánicos requeridos y Elabora un diagrama de flujo paso a paso el procedimiento del desarrollo de la instalación a realizar considerando los requerimientos del fabricante y empleando manuales técnicos. El alumno deberá tomar en consideración las características esenciales para la instalación de los mecanismos en diferentes áreas como: • Instalaciones eléctricas. Instalación eléctrica es un conjunto de obras e instalaciones realizadas con el fin de hacer llegar electricidad a todos los aparatos eléctricos. • Suma de cargas Carga, Cualquier aparato que consuma electricidad, por lo tanto debemos tener en cuenta donde conectaremos y cuanto consume nuestro mecanismo mecatrónico para tomarlo en consideración para su instalación • . Distribución de cargas Cuando hablamos de distribución de cargas eléctricas debemos saber que tendremos que analizar donde instalaremos nuestro mecanismo mecatrónico, ya que tendremos que tomar en cuenta todo lo que este instalado previamente en cada circuito eléctrico para no provocar un desbalanceo de cargas y nosotros debemos contemplar donde y como instalar el miso para no generar esto recordar que todo lo que utilice electricidad es considerada como una carga más para la instalación. Una vez que conozcamos la carga que consumirá nuestro mecanismo, y como está la distribución donde lo instalaremos procederemos a tomar en cuenta todas las cargas para que no se provoque un desbalanceo de cargas. • Elementos de protección Manual de Conocimientos Esenciales 35 Al mencionar elementos de protección debemos considerar que nuestro mecanismo mecatrónico deberá tener un elemento de protección y deberemos elegir para su instalación cual se tomará en cuenta dentro de los elementos de protección hay braques, fusibles, cuchillas etc. Una vez analizados los elementos de protección procederemos a decidir, cual elemento de protección es el mas adecuado para su protección de nuestro mecanismo mecatrónico. Instala mecanismos, de acuerdo con las especificaciones técnicas del fabricante. Para llevar a cabo la instalación de diferentes sistemas mecatrónicos es necesario tener el conocimiento básico de la utilización de las diferentes herramientas que son necesarias para el montaje de los diferentes elementos que componen a dicho sistema, por tanto, debemos tener presente que para cada sistema se utilizan diversos tipos de herramienta, aunque algunas de ellas pueden ser utilizadas tanto en un sistema como en otro. Te presentaremos algunas herramientas que puedes utilizar: Herramientas utilizadas en instalaciones de mecanismos eléctricos. Herramientas eléctricas, Taladros, multímetros, osciloscopios, bafer, caladoras, cautín, probadores de corriente, etc., en comparación con otras actividades, es necesario saber las especificaciones de las herramientas destinadas al trabajo con electricidad, herramientas mecánicas, estas son de tipo y uso muy variados, pero todas sirven para un propósito general, sin embargo podemos darnos cuenta de que muchas de ellas también son utilizadas en la electricidad y la plomería, como lo son la herramienta de trabajo utilizadas en el maquinado, como lo son los tornillos de banco de fabrican de hierro fundido con una de sus mordazas sujetas a la base y la otra ajustada mediante una manivela o una palanca. Manual de Conocimientos Esenciales 36 También los martillos son parte de este tipo de herramientas y se clasifican en duros y blandos, los duros tienen la cabeza de acero se fabrican para martillado pesado, mientras que el de bola es el que se utiliza con más frecuencia en mecánica, este tiene su superficie redondeada en un extremo de la cabeza y una superficie plana que sirve para golpear en el otro extremo. Otra herramienta es la llave de tuercas utilizada para diferentes usos, como dar vuelta a tuercas y tornillos de cabeza cuadrada o hexagonal, otra es la llave de ajuste o llave perica es una herramienta para todo uso, la llave de tuercas debe girarse hacia la mordaza móvil y debe ajustarse apretada a la tuerca o cabeza de tornillo que se trate de apretar o aflojar, estas se muestran en las siguientes figuras. Figura Diferentes herramientas eléctricas http://iguerrero.files.wordpress.com/2008/02/htas.jpg Herramientas utilizadas en la electrónica. Dentro de las herramientas utilizadas en la electrónica, estas son más frágiles y de menor tamaño, es decir se utilizan pinzas pequeñas de diferentes formas, los desarmadores son más pequeños, pero se utilizan algunos equipos como pueden ser los multímetros o los amperímetros de gancho, dentro de las alicates tenemos los de nariz, Manual de Conocimientos Esenciales 37 de corte lateral, de nariz larga, de acción inversa, extractor de soldadura, juego de llaves allen, soldadura disipadores de calor, espejo de inspección, entre otros, ejemplos de estas herramientas se encuentran en la figura Figura. Algunas herramientas utilizadas en la electrónica Objetivo: 2.2 Instala mecanismos, de acuerdo a especificaciones técnicas del fabricante Actividad de Evaluación R. A. 2.2 Actividad de Evaluación: Valor 20% Manual de Conocimientos Esenciales 38 Nombre del docente Evaluador: Nombre del Alumno: Resultado de aprendizaje: Grupo: Fecha: 2.2 Desarrollo de Actividad 2.2.1 Instala un mecanismo propuesto por de la instalación de el Docente, considerando las evaluación: mecanismos recomendaciones del fabricante. El alumno realizara la instalación de mecanismos, por medio de un reporte, tomando en cuenta la infraestructura y las especificaciones técnicas del proyecto presentado en la práctica anterior, siguiendo instrucciones y procedimientos estandarizados. El reporte deberá contener • Plan de instalación (diagramas, tiempos, utilidad, lugar de instalación, etc.) • Infraestructura acondicionada • Herramientas a utilizar • Materiales • Infraestructura acondicionada. • Método de instalación o ensamble, aplicado. • Mecanismo instalado y funcionando. • Informe de pruebas aplicadas Rúbrica o Criterios de Evaluación R. A. 2.2 CRITERIOS Indicadores % Excelente Manual de Conocimientos Esenciales Suficiente Insuficiente 39 Acondicionamiento de la infraestructura Preparación de insumos 20% 20% Aplica las medidas de seguridad e higiene en el desarrollo de la práctica. Selecciona las herramientas a utilizar. Realiza las adaptaciones necesarias para la instalación del mecanismo en base a los cálculos realizados. Administra los recursos disponibles teniendo en cuenta las restricciones, para la adecuación del sistema y el sitio de instalación. Analiza el diagrama del sistema en el que se va a instalar el mecanismo obteniendo información normativa. Analiza la ruta crítica elegida y optimizada. Prepara el equipo de medición, instalación y prueba a emplear. Prepara el mecanismo, los elementos y complementarios del sistema a instalar. Mide cableado y corta el material a utilizar con la herramienta adecuada. Usa las tecnologías de la información y la comunicación, para obtener datos técnicos del mecanismo y los insumos elegidos. Manual de Conocimientos Esenciales Aplica las medidas de seguridad e higiene en el desarrollo de la práctica. Selecciona las herramientas a utilizar. Realiza las adaptaciones necesarias para la instalación del mecanismo en base a los cálculos realizados. Omite alguno de los siguientes aspectos: Aplicar las medidas de seguridad e higiene en el desarrollo de la práctica. Seleccionar las herramientas a utilizar. Realizar las adaptaciones necesarias para la instalación del mecanismo en base a los cálculos realizados. Analiza el diagrama del sistema en el que se va a instalar el mecanismo obteniendo información normativa. Analiza la ruta crítica elegida y optimizada. Prepara el equipo de medición, instalación y prueba a emplear. Prepara el mecanismo, los elementos y complementarios del sistema a instalar. Mide cableado y corta el material a utilizar con la herramienta adecuada Omite alguno de los siguientes aspectos: Analizar el diagrama del sistema en el que se va a instalar el mecanismo obteniendo información normativa. Analizar la ruta crítica elegida y optimizada. Preparar el equipo de medición, instalación y prueba a emplear. Preparar el mecanismo, los elementos y complementarios del sistema a instalar. Medir cableado y cortar el material a utilizar con la herramienta adecuada. 40 Instalación de mecanismos Heteroevaluación 50% 10% Coloca los insumos y el mecanismo y elementos complementarios a instalar de manera secuencial. Arma el sistema sujetando y ajustando el mecanismo. Verifica la función del mecanismo instalado. Sigue instrucciones y procedimientos de instalación y montaje del mecanismo y los elementos complementarios de manera sistemática, considerando Coloca los insumos y el mecanismo y elementos complementarios a instalar de manera secuencial. Arma el sistema sujetando y ajustando el mecanismo. Verifica la función del mecanismo instalado. Realiza la conexión de los circuitos eléctricos y electrónicos de control del mecanismo. Pone en funcionamiento el sistema verificando la operación del la normatividad vigente. Realiza la conexión de los circuitos eléctricos y electrónicos de control del mecanismo. Pone en funcionamiento el sistema verificando la operación del mecanismo instalado y realiza su operación básica. Aplica pruebas de funcionamiento inicial al mecanismo instalado. Desempeño sobresaliente, de acuerdo con la apreciación del agente externo evaluador, considerando la competencia profesional de instalación de mecanismos. mecanismo instalado y realiza su operación básica. Aplica pruebas de funcionamiento inicial al mecanismo instalado. Desempeño satisfactorio, de acuerdo con la apreciación del agente externo evaluador, considerando la competencia profesional de instalación de mecanismos. Omite alguno de los siguientes aspectos: Colocar los insumos y el mecanismo y elementos complementarios a instalar de manera secuencial. Armar el sistema sujetando y ajustando el mecanismo. Verificar la función del mecanismo instalado. Realizar la conexión de los circuitos eléctricos y electrónicos de control del mecanismo. Poner en funcionamiento el sistema verificando la operación del mecanismo instalado y realizar su operación básica. Aplicar pruebas de funcionamiento inicial al mecanismo instalado. Desempeño insatisfactorio, de acuerdo con la apreciación del agente externo evaluador, considerando la competencia profesional de instalación de mecanismos. 100% Manual de Conocimientos Esenciales 41 Objetivo: 2.3 Instala y modifica mecanismos presentes en los sistemas robotizados, empleado procedimientos normalizados de ensamble y desensamble El alumno una vez que ha adquirido los conocimientos previos vistos en este módulo habrá de analizar y comprender más elementos que se pueden instalar a mecanismos ya funcionando para mejorar sus rendimientos como pueden ser: • Elementos actuadores ¿Qué es un actuador?: 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 de el origen de la fuerza el actuador se denomina “neumático”, “hidráulico” o “eléctrico”. • Elementos sensores ¿Qué es un sensor?: El término sensor se refiere a un elemento de medición que detecta la magnitud de un parámetro físico y lo cambia por una señal que puede procesar el sistema. Al elemento activo de un sensor se le conoce comúnmente como transductor. El diseño de sensores y transductores siempre involucra alguna ley o principio físico o químico que relaciona la cantidad de interés con algún evento medible. Los sistemas de monitorización y control requieren sensores para medir cantidades físicas tales como posición lineal, posición angular, desplazamiento, deformación, aceleración, presión, caudal, fuerza, velocidad lineal y velocidad angular, temperatura, intensidad lumínica, distancia y vibración. http://www.aie.cl/files/file/comites/ca/abc/actuadores.pdf Sensores de movimiento y posición de los motores, El sensor de movimiento es un dispositivo electrónico que actúa cuando detecta movimiento en el área vigilada. Sus Manual de Conocimientos Esenciales 42 utilidades son diversas, en algunos casos se utiliza para seguridad y otras como automatización. Tipos de detectores de movimiento Básicamente hay dos tipos diferente según su forma de trabajo: Sensores de movimiento infrarrojo: son los más utilizados ya que son los que menos fallas producen, detectan el cambio de un ambiente vigilado a través de la temperatura de los cuerpos. Sensor de movimiento ultrasónico: son capases de captar variaciones en el espacio a través de una onda ultrasónica que recorre el ambiente y vuelve al detector rebotando en cada objeto que se encuentra en el ambiente, si el dispositivo detecta un nuevo objeto se activara http://saberyhacer.com/detectores-de-movimiento-como-funciona-cual-elegir Si tienes la oportunidad ve el siguiente video de como se elabora y funciona un sensor de movimiento: https://www.youtube.com/watch?v=U1nwuwNTIG8 Sensores de fuerza Los sensores de fuerza, o células de carga, son dispositivos que nos permiten obtener una señal eléctrica proporcional a la fuerza que se aplica sobre ellos. Estos transductores se presentan en múltiples formatos, ya que los requisitos mecánicos de los sistemas en los que se integran son también muy variados. Por otra parte, y atendiendo al tipo de aplicación al que van destinados, dividimos nuestra gama de sensores en dos grandes grupos: dinamómetros y células de carga. La gama de dinamómetros está concebida para aplicaciones en máquinas de ensayo o instrumentos para calibración. Son dispositivos de gran precisión y estabilidad, que se verifican y clasifican según la norma ISO-736 (clases 00, 05, 1 y 2). Manual de Conocimientos Esenciales 43 La gama de sensores clasificados como Células de Carga, están pensados para aplicaciones en sistemas de pesaje o instrumentos de verificación en cadenas de producción o sobre el terreno. Su clasificación obedece a los criterios de la OIML-R60 (clases C2, C3 o C4). Conviene tener en cuenta que estos dispositivos sólo miden el esfuerzo en una dirección (eje de esfuerzo), si bien pueden hacerlo en uno o dos sentidos según el modelo (tracción, compresión, o ambos). Desde este punto de vista, deben evitarse los esfuerzos en direcciones diferentes a la de medida ya que, además de que no tendremos lectura de esa componente (normalmente denominada transversal), podríamos llegar a dañar el dispositivo. Para este fin, puede resultar de gran ayuda el empleo de los complementos / accesorios mecánicos en su montaje. Para la selección adecuada de los dispositivos, habrá que tener en cuenta el tipo de aplicación del sistema, el rango máximo de fuerza que podemos encontrar y la precisión requerida, además de los condicionantes mecánicos del sistema. https://maprosensor.com/dinamometros-sensores-carga Si tienes la oportunidad ve el siguiente video de cómo funciona un sensor de fuerza: https://www.youtube.com/watch?v=yPHJkv_cw54 Sensores Capacitivos Principio de funcionamiento: Consta de una sonda situada en la parte posterior de la cara del sensor el cual es una placa condensadora. Al aplicar corriente al sensor, se genera un campo electrostático que reacciona a los cambios de la capacitancia causados por la presencia de un objeto. Cuando el objeto se encuentra fuera del campo electrostático, el oscilador permanece inactivo, pero cuando el objeto se aproxima, se desarrolla un acoplamiento capacitivo entre éste y la sonda capacitiva. Cuando la capacitancia alcanza un límite especificado, Manual de Conocimientos Esenciales 44 el oscilador se activa, lo cual dispara el circuito de encendido y apagado. Los sensores capacitivos funcionan de manera opuesta a los inductivos, a medida que el objetivo se acerca al sensor capacitivo las oscilaciones aumentan hasta llegar a un nivel limite lo que activa el circuito disparador que a su vez cambia el estado del switch. Manual de Conocimientos Esenciales 45 Inductivos: Un detector inductivo consta esencialmente de un oscilador cuyo bobinado constituye la cara sensible. Frente a ésta se crea un campo magnético alterno. Cuando se coloca una pantalla metálica en ese campo, las corrientes inducidas generan una carga adicional que provoca la parada de las oscilaciones. Después de la configuración según el modelo, se libera una señal de salida correspondiente a un contacto de cierra NA, de apertura NC (2 hilos) o complementaria NA+NC (3 hilos). La función principal de este circuito es generar una señal senoidal, aunque también funciona como un filtro de alta selectividad. Manual de Conocimientos Esenciales 46 Cuando un objeto metálico entra al campo, las corrientes de Foucault circulan dentro de la placa y estas generan a la vez un campo magnético opuesto al generado por el oscilador. La disminución del campo magnético tiene el efecto de reducir la inductancia de la bobina, cambiando levemente la frecuencia de las oscilaciones. Clasificación, tipos y subtipos. Modelos comunes de sensores inductivos. Los sensores inductivos pueden dividirse según su construcción: Blindaje: Los sensores de proximidad contienen bobinas que se enrollan en núcleos de ferrita. Estos pueden ser blindados o no blindados. Manual de Conocimientos Esenciales 47 Los sensores no blindados usualmente tienen una mayor distancia de sensado que los sensores blindados. Los detectores empotrables en el metal (dibujo izquierdo) disponen de un blindaje que evita la extensión lateral del campo. Su alcance nominal es inferior al de los detectores sin blindaje, no empotrables en el metal (dibujo derecho). Sensores inductivos blindados: El núcleo de ferrita concentra el campo de radiación en la dirección de uso. Un aro de metal es puesto alrededor del núcleo para restringir la radiación lateral del campo. Los sensores blindados pueden ser montados al ras en una superficie metálica, pero se Manual de Conocimientos Esenciales 48 recomienda un espacio libre de metales por encima y alrededor de la superficie de sensado. Sensores inductivos no blindados: Los sensores de proximidad no blindados no tienen un aro de metal alrededor del núcleo de ferrita que restrinja la radiación lateral del campo. Los sensores no blindados no pueden ser montados al ras en superficie de sensado. También pueden dividirse según su alimentación: Sensores inductivos de corriente alterna: Manual de Conocimientos Esenciales 49 Sensores Inductivos de corriente continúa: Que a su vez se dividen según sus hilos o líneas (2 hilos, 3 hilos, 4 hilos). Los modelos de sensores de CC son típicamente de 3 líneas o 4 líneas, aunque también están disponibles muchos modelos de 2 líneas. Los modelos de CC utilizan transistores NPN o transistores PNP para conmutar la señal de salida. Rangos y alcances: Inductivos: Manual de Conocimientos Esenciales 50 Muchas veces estos sensores varían su alcance según su diámetro y el material a sensar. Los alcances van entre 1mm y 10mm para los sensores inductivos. La distancia de operación nominal es un valor teórico que no toma en cuenta muchos factores como tolerancias de fabricación, temperatura de operación y voltaje de alimentación. En muchas aplicaciones el sensor puede reconocer un objeto que está fuera de la distancia de sensado. En otras aplicaciones el sensor no podría no reconocer el objeto hasta que esté más cerca de la distancia de sensado. Diámetro del sensor Alcance nominal 8 mm 1 mm 12 mm 2 mm 18 mm 5 mm 30 mm 10 mm Cuando el material a ser sensado es diferente al hierro dulce, se deben aplicar los siguientes factores de corrección. Manual de Conocimientos Esenciales 51 Capacitivos: Los sensores capacitivos dependiendo del diámetro del sensor, puede alcanzar hasta los 60mm. Manual de Conocimientos Esenciales 52 https://www.google.com/search?q=sensores+capacitivos+e+inductivos&rlz=1C1CHBD_esMX836MX837&oq=sonsores+ca&aqs=chrome.3.69i57j0l7.244063j0j15&sourceid=chrome&ie=UTF-8 Si tiene la oportunidad ve el siguiente video donde está la explicación de funcionamiento del sensor inductivo y capacitivo: https://www.youtube.com/watch?v=e4nPry9KURk Si te interesa y quieres obtener una mayor información de los diferentes tipos de sensoreste recomiendo si puedes ver la siguiente liga: https://www.mecatronicalatam.com/es/tutoriales/sensores/sensor-de-posicion/ Desensamble de piezas a modificar: una vez instalado nuestro mecanismo, con el paso del tiempo y uso probablemente o muy seguramente tendremos que hacer modificaciones ya sea para corregir algún mal funcionamiento o hacerle una mejora a nuestro mecanismo, para hacer estas correcciones o mejoras tendremos que desmontar (desensamblar) nuestro mecanismo, una vez que reparemos, cambiemos la pieza que Manual de Conocimientos Esenciales 53 no funcione correctamente o hagamos la modificación de mejora en nuestro mecanismo, volveremos a armar (reensamblar) para su funcionamiento correctamente. Una vez instalado (ensamblado) todo correctamente, proceder a la supervisión de su funcionamiento correcto de la parte reparada o modificada según sea el caso de igual manera se tendrán que hacer todas las pruebas necesarias para la corroboración de su funcionamiento correcto. Actividad de Evaluación R. A. 2.3 Actividad de Evaluación: Valor 30% Nombre del docente Evaluador: Nombre del Alumno: Manual de Conocimientos Esenciales Grupo Fecha: 54 Resultado de aprendizaje: 2.3 Instala y modifica Actividad mecanismos presentes en los de sistemas robotizados, evaluación: empleado procedimientos normalizados de ensamble y desensamble 2.3.1 Instala y modifica mecanismos presentes en un sistema robotizado propuesto por el docente El alumno realizara la instalación y modificación de mecanismos en sistemas robotizados en su proyecto presentado, tomando en cuenta las especificaciones técnicas del proyecto, siguiendo instrucciones y procedimientos estandarizados El alumno deberá presentar el reporte que ha venido presentado en las actividades anteriores, pero deberá añadir la siguiente información: La instalación de modificación propuesta o reparación de haberse encontrado con algún problema al instalarse el mecanismo, así como las pruebas realizadas para su correcto funcionamiento. Rúbrica o Criterios de Evaluación R. A. 2.3 Indicador es CRITERIOS % Excelente Manual de Conocimientos Esenciales Suficiente Insuficiente 55 Preparación de insumos Analiza el diagrama del sistema robotizado en el que se va a instalar el mecanismo obteniendo información normativa. Analiza la ruta crítica elegida y optimizada. 20% Prepara el equipo de medición, instalación y prueba a emplear. Prepara el mecanismo y los elementos complementarios del sistema robotizado a instalar. Mide el cableado y corta el material a utilizar con la herramienta adecuada. Instalación de mecanismos en sistemas robotizados Elige alternativas y cursos de acción, con base en criterios sustentados al realizar la elección de insumos. Coloca los insumos y el mecanismo y elementos complementarios a instalar de manera secuencial. 40% Analiza el diagrama del sistema robotizado en el que se va a instalar el mecanismo obteniendo información normativa. Analiza la ruta crítica elegida y optimizada. Prepara el equipo de medición, instalación y prueba a emplear. Prepara el mecanismo y los elementos complementarios del sistema robotizado a instalar. Mide el cableado y corta el material a utilizar con la herramienta adecuada. Coloca los insumos y el mecanismo y elementos complementarios a instalar de manera secuencial. Arma el sistema sujetando y ajustando el mecanismo al sistema robotizado. Arma el sistema sujetando y ajustando el mecanismo al sistema robotizado. Verifica la función del mecanismo instalado y su acoplamiento con el sistema robotizado. Verifica la función del mecanismo instalado y su acoplamiento con el sistema robotizado. Sigue instrucciones y procedimientos de instalación y montaje del mecanismo y los elementos complementarios en el sistema robotizado de manera sistemática, considerando la normatividad vigente. Realiza la conexión de los circuitos eléctricos y electrónicos de control del mecanismo. Pone en funcionamiento el sistema robotizado verificando la operación del mecanismo instalado y realiza su operación básica. Analizar la ruta crítica elegida y optimizada. Preparar el equipo de medición, instalación y prueba a emplear. Preparar el mecanismo y elementos complementarios sistema robotizado a instalar. Medir el cableado y cortar el material a utilizar con la herramienta adecuada. Colocar los insumos y el mecanismo y elementos complementarios a instalar de manera secuencial. Armar el sistema sujetando y ajustando el mecanismo al sistema robotizado. Verificar la función del mecanismo instalado y su acoplamiento con el sistema robotizado. Pone en funcionamiento el sistema robotizado verificando la operación del mecanismo instalado y realiza su operación básica. de al Realizar la conexión de los circuitos eléctricos y electrónicos de control del mecanismo. Poner en funcionamiento el sistema robotizado verificando la operación del mecanismo instalado y realizar su operación básica. Aplicar pruebas de funcionamiento inicial al mecanismo instalado. Aplica pruebas de funcionamiento inicial al mecanismo instalado Manual de Conocimientos Esenciales los del Omite alguno de los siguientes aspectos: Realiza la conexión de los circuitos eléctricos y electrónicos de control del mecanismo. Aplica pruebas funcionamiento inicial mecanismo instalado Omite alguno de los siguientes aspectos: Analizar el diagrama del sistema robotizado en el que se va a instalar el mecanismo obteniendo información normativa. 56 Modificación de mecanismos en sistemas robotizados 40% Realiza la verificación del funcionamiento de integral del sistema robotizado. Realiza la verificación del funcionamiento de integral del sistema robotizado. Realiza la verificación del funcionamiento del mecanismo instalado. Realiza la verificación del funcionamiento del mecanismo instalado. Identifica el tipo y características técnico operativas del mecanismo instalado identificando fallas en su operación. Identifica el tipo y características técnico operativas del mecanismo instalado identificando fallas en su operación. Determina si existen variaciones significativas en su funcionamiento. Sintetiza evidencias obtenidas durante la práctica para producir conclusiones y determina las modificaciones requeridas por la instalación del mecanismo. Determina si existen variaciones significativas en su funcionamiento. Realiza modificaciones a la instalación para optimizar la función del mecanismo instalado y el sistema robotizado Realiza modificaciones a la instalación para optimizar la función del mecanismo instalado y el sistema robotizado. Omite alguno de los siguientes aspectos: Realizar la verificación del funcionamiento de integral del sistema robotizado. Realizar la verificación del funcionamiento del mecanismo instalado. Identificar el tipo y características técnico operativas del mecanismo instalado identificando fallas en su operación. Determinar si existen variaciones significativas en su funcionamiento. Realizar modificaciones a la instalación para optimizar la función del mecanismo instalado y el sistema robotizado. 100% UNIDAD DE APRENDIZAJE: 3. Puesta a punto de mecanismos. Manual de Conocimientos Esenciales 57 RESULTADO DE APRENDIZAJE: 3.1 Verifica los parámetros de operación de diferentes mecanismos, empleando instrumentos de medición. 3.2 Realiza el ajuste de características operativas de los mecanismos, asegurando su funcionamiento. Tema NOTA DE APRENDIZAJE R.A 3.2 Verificación de los parámetros de operación de en diferentes mecanismos, utilizando instrumentos de medición mecánica. Competencia Instalar mecanismos acoplados a sistemas mecatrónicos, de acuerdo a las especificaciones técnicas. Objetivo: 3.1 Verificar los parámetros de operación de los diferentes mecanismos, empleando instrumentos de medición. Material didáctico R. A. 3.2 El alumno desarrolla la competencia relativa a realizar la puesta a punto del mecanismo, considerando los valores nominales de sus parámetros en condiciones normales de operación, comunicando y consultando información técnica especializada tanto en lengua natal como en una segunda lengua, y refuerza las competencias genéricas descritas en la Unidad de Aprendizaje I, con el fin de promover una formación integral del alumno El alumno verificara los procedimientos específicos para el uso de herramientas de calibración, considerando el uso de tutoriales y la información otorgada: Un instrumento de medición es aquel que permite medir la longitud, volumen, extensión o capacidad por comparación de un elemento estandarizado el cual es tomado como referencia para posteriormente asignarle un valor número mediante algún instrumento graduado con dicha unidad. Manual de Conocimientos Esenciales 58 CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES DE LOS INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN Las características más relevantes a considerar de un instrumento de medida son: • Intervalo: Define los límites entre los cuales puede variar la entrada de un transductor. • Extensión: Es el valor máximo de la entrada menos el valor mínimo. • Error: Corresponde a la diferencia entre el resultado de la medición y el valor verdadero. Los errores son por diferentes causas, se pueden de alguna manera prever, calcular, eliminar mediante calibraciones y compensaciones. • Exactitud: Se refiere a cuál cerca del valor real se encuentra el valor medido, por lo tanto, la exactitud es igual a la suma de todos los errores posibles más el error en la exactitud de la calibración del transductor. • Precisión: Es la dispersión del conjunto de valores obtenidos de mediciones repetidas correspondientes a una magnitud. • Sensibilidad: Relación que indica cuánta salida se obtiene por unidad de entrada, es decir, salida/entrada. Este término también se utiliza para indicar la sensibilidad a otras entradas además de la que se mide, como a factores del medio ambiente. Un ejemplo muy fácil de identificar es al agregar la variable de temperatura, esto quiere decir que nuestro sensor o transductor tendrá una variación a los cambios en la temperatura ambiente. • Error por histéresis: Corresponde a distintas salidas de la misma cantidad medida, este valor cambia según sea por incremento o decremento. El error de histéresis corresponde a la diferencia máxima obtenida a partir de valores de incremento y decremento. • Error por no linealidad: Este error se define como la desviación máxima respecto a la línea recta. Manual de Conocimientos Esenciales 59 • Repetibilidad o reproducibilidad: Describe la capacidad del transductor para producir la misma salida después de aplicar varias veces el mismo valor de entrada. • Estabilidad: Capacidad para producir la misma salida cuando se usa para medir una entrada constante en un período. • Banda o tiempo muerto: Corresponde a los intervalos de valores de entrada para los cuales no hay salida. • Resolución: Es el cambio mínimo del valor de entrada capaz de producir un cambio observable en la salida. • Impedancia de salida: Al incluir el sensor a un circuito se debe considerar la impedancia de este, ya que el comportamiento del sistema al que se conecta podría modificarse de manera considerable. Flexómetro: El flexómetro o cinta métrica es un instrumento de medida que consiste en una cinta graduada en dos sistemas internacionales (sistema métrico decimal y sistema imperial de unidades), básicamente es una cinta de acero templado enrollado dentro de la carcasa con seguro que permite la retención de la cinta o su regreso y nos permite medir longitudes, comúnmente encontraremos con longitud de 3 metros y otra con longitud de 5 metros, pero existen comercialmente de mayor longitud. La utilización del flexómetro es muy sencilla. Se estira una pestaña situada en el exterior del aparato y se aplica en la superficie que se va a medir. La pestaña tiene una doble función: para estirar de ella y como elemento de sujeción para que la cinta metálica permanezca estable. Normalmente en cada cara de la cinta aparece un sistema de medición: en una se utiliza el sistema métrico decimal y la unidad mínima que aparece es el milímetro y en la otra Manual de Conocimientos Esenciales 60 cara se emplea el sistema imperial de medidas, siendo la pulgada la unidad de medida y pudiéndose medir hasta 1/16 de pulgada. Como es lógico, todo flexómetro debe tener unas indicaciones correctas y sin ningún error. Para calcular su precisión se realiza un proceso de calibración, de tal manera que la cinta metálica se coloca sobre una regla patrón y se comprueba que las marcas establecidas sean coincidentes. Vernier: El calibre también conocido como calibrador vernier o pie de rey, es una de las herramientas que más se utiliza en los talleres para la medición de diversos objetos, así como para verificar que la medida es correcta. Existen diferentes modelos y tamaños de esta herramienta, también hay instrumentos vernier con diferentes resoluciones por ejemplo 5 centésimas, 2 centésimas y con el avance de la tecnología podemos encontrar vernier digital. El vernier consta de un par de reglas, una fija y una móvil o deslizante, el calibrador común permite medir dimensiones exteriores, interiores y profundidades de los objetos. La regla móvil o nonio tiene marcadas diez divisiones que abarcan nueve divisiones de la regla fija o principal, de tal forma que esto corresponde a 9/10 de una división de la regla principal. Nivel: El nivel de burbuja (conocido también como nivel de aire) es un instrumento de medición diseñado para indicar si un plano o una superficie se encuentran en posición perfectamente horizontal (a nivel) o vertical (aplomado). El amplio uso del nivel de burbuja se extiende a un sin número de aplicaciones como carpintería, albañilería, herrería, Manual de Conocimientos Esenciales plomería, metalurgia, construcción de 61 maquinaria, herramientas industriales e instrumentos de precisión, topografía, arquitectura, decoración, fotografía, videográfica y hasta diversos trabajos en el hogar. El nivel de burbuja también se encuentra incorporado en el cabezal de las escuadras combinadas. Multímetro: El multímetro a veces también denominado polímetro o tester, es un instrumento de medición que ofrece la posibilidad de medir distintos parámetros eléctricos y magnitudes en el mismo aparato. Los parámetros eléctricos más comunes son los de voltímetro, amperímetro y óhmetro. Las medidas pueden realizarse para corriente continua o alterna y en varias escalas de medida cada una. Los hay analógicos y posteriormente se han introducido los digitales cuya función es la misma, con alguna variante añadida. • Un voltímetro ideal tiene resistencia de entrada infinita y no extrae corriente. • Un amperímetro ideal tiene resistencia de entrada cero y no tiene caída de voltaje a través de él. Desafortunadamente, las fuentes y medidores reales tienen características terminales que son un poco diferentes a las de los casos ideales. Sin embargo, las características terminales de las fuentes y medidores reales se pueden modelar usando fuentes y medidores ideales con sus resistencias de entrada y salidas asociadas. Manómetro: Un manómetro es un instrumento de medida de la presión en fluidos (líquidos y gases) en circuitos cerrados. Miden la diferencia entre la presión real o absoluta y la presión atmosférica, llamándose a este valor, presión manométrica. Estos son algunos de los instrumentos de medición utilizados, para una mejor comprensión si tienes oportunidad ver los siguientes videos: Flexómetro: https://www.youtube.com/watch?v=enf4N-FkvCQ Manual de Conocimientos Esenciales 62 https://www.youtube.com/watch?v=k1vamgSQmE4 Vernier: https://www.youtube.com/watch?v=H8gizip52IA Nivel: https://www.youtube.com/watch?v=pbRRvmySnO0 Manómetro: https://www.youtube.com/watch?v=OC7tPvbLKX0 Ejercicios del R. A. 3.1 Ejercicios 1.- Realizar un dibujo donde se muestre la lectura de una pulgada divida en 1/32:(haciendo esto a referencia a lecturas del flexómetro) Manual de Conocimientos Esenciales 63 2.- Hacer las siguientes conversiones de medidas:(pulgadas a centímetros) 1” = ¾ “= ½“ = 12” = 2“ = 1‘ = 4 ½ “= 6“= 3.- utilizando el flexómetro realizar las siguientes mediciones, colocando las medidas en pulgadas y centímetros: La mesa, televisión, ventana y puerta, considerando todas las dimensiones Elabora los dibujos y coloca sus medidas Una vez que hemos conocido algunos instrumentos de medición, herramientas, procederemos a verificar los funcionamientos de nuestro proyecto, de acuerdo a nuestro planteamiento (características de fabricación), desde movimientos, medidas, presión, fuerza todo lo que se planteo en nuestro objetivo. Objetivo: 3.2 Realiza el ajuste de características operativas de los mecanismos, asegurando su funcionamiento. El alumno realizara, el punto de prueba al proyecto que se ha venido elaborando en el cual nos deberán presentar sus especificaciones de uso y funciones para de esta manera poder corroborar, su perfecto funcionamiento: Manual de Conocimientos Esenciales 64 Actividad de Evaluación R. A. 3.2 Actividad de Evaluación: Valor 30% Nombre del docente Evaluador: Nombre del Alumno: Resultado de aprendizaje: 3.2 Realiza el ajuste de características operativas de los mecanismos, asegurando su funcionamiento. Grupo Fecha: Actividad 3.2.1Realiza la puesta punto del mecanismo instalado en el sistema de evaluación: propuesto por el Docente. El alumno terminará de elaborar su reporte del proyecto, en esta ocasión deberá adicionar a su información ya presentada la siguiente información: • Reporte de los parámetros de operación. • Mecanismo ajustado. • Ficha técnica de la instalación, elaborada. • Informe de la instalación. Rúbrica o Criterios de Evaluación R. A. 3.2 Definición de ajustes de funcionamiento Indicador es % Excelente Organizado en equipo, define los ajustes requeridos por los parámetros del sistema. Define los ajustes requeridos por los parámetros del mecanismo instalado. 30% Realiza las propuestas de mejora para mantener en condiciones óptimas de operación el sistema y el mecanismo instalados. Asegura la operación del sistema y el mecanismo instalados, evitando distracciones del medio que puedan afectar su desempeño Manual de Conocimientos Esenciales CRITERIOS Suficiente Organizado en equipo, define los ajustes requeridos por los parámetros del sistema. Define los ajustes requeridos por los parámetros del mecanismo instalado. Realiza las propuestas de mejora para mantener en condiciones óptimas de operación el sistema y el mecanismo instalados. Insuficiente Omite alguno de siguientes aspectos: Organizarse. los Definir los ajustes requeridos por los parámetros del sistema. Definir los ajustes requeridos por los parámetros del mecanismo instalado. Realizar las propuestas mejora para mantener condiciones óptimas operación el sistema y mecanismo instalados. 65 de en de el Operación sin carga y a plena carga Propone maneras de probar el funcionamiento de la máquina o equipo electrónico propuesto por el docente en equipo, definiendo un curso de acción con pasos específicos. 30 % Pone en funcionamiento el sistema en el que se instaló el mecanismo y realiza su operación sin carga y a plena carga. Identifica variaciones de operación, determinando si es necesario sustituir algún componente o es producto de las variaciones en la operación. Verifica sus observaciones consultando el manual del fabricante para validar sus conclusiones. Manual de Conocimientos Esenciales Pone en funcionamiento el sistema en el que se instaló el mecanismo y realiza su operación sin carga y a plena carga. Identifica variaciones de operación, determinando si es necesario sustituir algún componente o es producto de las variaciones en la operación. Verifica sus observaciones consultando el manual del fabricante para validar sus conclusiones Omite alguno de los siguientes aspectos: Poner en funcionamiento el sistema en el que se instaló el mecanismo y realizar su operación sin carga y a plena carga. Identificar variaciones de operación, determinando si es necesario sustituir algún componente o es producto de las variaciones en la operación. Verificar sus observaciones consultando el manual del fabricante para validar sus conclusiones 66 Identifica los parámetros de operación fuera de rango del sistema y el mecanismo. Puesta a punto de sistemas con mecanismos Define el procedimiento de puesta a punto. Realiza la puesta a punto de parámetros eléctricos y electrónicos pertinentes de acuerdo con el resultado de las pruebas aplicadas. Aplica acciones de calibración de mecanismos y elementos mecánicos y eléctricos. 40% Realiza las pruebas finales de funcionamiento del mecanismo instalado. Realiza las propuestas de mejora y posibles acciones de mantenimiento, para mantener en condiciones óptimas de operación el sistema y mecanismo puesto a punto. Sigue los procedimientos de puesta a punto descritos por el fabricante, identificando como cada uno de sus pasos contribuye a la optimización de la operación del sistema y el mecanismo Identifica los parámetros de operación fuera de rango del sistema y el mecanismo. Define el procedimiento de puesta a punto. Realiza la puesta a punto de parámetros eléctricos y electrónicos pertinentes de acuerdo con el resultado de las pruebas aplicadas. Aplica acciones de calibración de mecanismos y elementos mecánicos y eléctricos. Realiza las pruebas finales de funcionamiento del mecanismo instalado. Realiza las propuestas de mejora y posibles acciones de mantenimiento, para mantener en condiciones óptimas de operación el sistema y mecanismo puesto a punto Omite alguno de los siguientes aspectos: Identificar los parámetros de operación fuera de rango del sistema y el mecanismo. Definir el procedimiento de puesta a punto. Realizar la puesta a punto de parámetros eléctricos y electrónicos pertinentes de acuerdo con el resultado de las pruebas aplicadas. Aplicar acciones de calibración de mecanismos y elementos mecánicos y eléctricos. Realizar las pruebas finales de funcionamiento del mecanismo instalado. Realizar las propuestas de mejora y posibles acciones de mantenimiento, para mantener en condiciones óptimas de operación el sistema y mecanismo puesto a punto. 100% Manual de Conocimientos Esenciales 67 FUENTES DE CONSULTA: http://concurso.cnice.mec.es/cnice2006/material107/operadores/ope_pal_tercergr ado.htm http://concurso.cnice.mec.es/cnice2006/material107/ Bienvenid@ a MecanESO Ing. Chirinos A. (S.F.). Tipos de mecanismos. 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