JULIO 2014 – OPCIÓN A (Trituradora de plásticos)

2014-julio (trituradora de plasticos y puerta automática)

Este enlace lo he encontrado tras hacer el examen, podeis completarlo con lo que nos cuentan:

http://www.tritotutto.com/es/descripcion-de-la-maquina-trituradoras-de-2-arboles

EJERCICIOS PRÁCTICOS DE APLICACIÓN
1. Descripción del sistema:
La figura muestra un esquema y una imagen de una máquina trituradora de plástico de dos ejes. Está compuesta por una unidad de carga o tolva y un grupo de trituración formado por un eje porta-discos, discos de bordes filosos provistos de garfios y peines distanciadores. Identificar cada uno de estos componentes según el esquema numerado.Indicar la función que cada uno de ellos realiza. Describir los diferentes mecanismos que permitirían acoplar los ejes de los motores con los ejes porta-discos.

trituradora plásticos.jpg

1- Unidad de carga o tolva: Es la parte de la trituradora por donde se introducen los elementos  de plástico que se pretende triturar. Su función es por tanto dirigir los objetos de plástico hacia el grupo de trituración.

2 – Discos de bordes filosos provistos de garfios: Son lo elementos que trituran el material. Mediante los garfios lo arrastran entre ellos y gracias a su contorno afila lo desmenuzan.

3 – Eje porta-discos: Es el eje al que van fijados los discos trituradores y que recibe la potencia del motor en forma de movimiento circular.

4 – Peines distanciadores: Evitan que los trozos de plástico desmenuzados queden entre los discos.

Respecto a los mecanismos que conectan los motores con los ejes porta-discos, lo normal es que a partir de un único motor se transmita el movimiento circular a ambos ejes. El mecanismo posiblemente se realiza mediante una combinación de engranajes buscando una reducción de la velocidad de giro de los ejes y un aumento de su par.

Mediante un engranaje intermedio (engranaje loco), puede hacerse que ambos ejes porta-discos giren en sentidos opuestos.

2. Estudio de alternativas:
Proponer dos alternativas al sistema de motorización de la máquina. Establecer una tabla comparativa resaltando las ventajas e inconvenientes de cada una de las propuestas. Indicar cual de ellas sería más adecuada.

Como nos piden solo dos alternativas podríamos elegir entre todos los motores que conocemos. Aquí os pongo entre Motores de CA y CC:

Tipo Ventajas Inconvenientes
Motor C.A. Sencillo, robusto, pequeño, barato, par elevado Control complejo
Motor C.C Par mediano, mejor control, se puede utilizar sin conexión a la red eléctrica. Más caro, más complejo

Por su mayor potencia y economías, además de por su menor complejidad elegiríamos un motor de Corriente Alterna, si necesitáramos más potencia el motor sería de CA trifásico.

CUESTIONES

1. Indicar que tipo de material sería más adecuado emplear para la construcción de los discos de trituración. Describir brevemente los tratamientos térmicos que se le podrían aplicar.

Se utilizarás algún tipo de acero aleado con alta resistencia al desgaste y con gran dureza. Podía utilizarse como elemento de aleación el molibdeno, el tugsteno, niquel, etc,

2. ¿Qué tipos de tratamientos más comunes pueden recibir los residuos sólidos urbanos una vez recogidos? Explicar básicamente en qué consisten.

3. Los discos de trituración deben girar en todo momento a velocidad constante que se establece como referencia, independientemente de la carga de plástico a triturar. ¿El control sería en lazo abierto o cerrado? Dibujar el diagrama de bloques del sistema de control que debería usarse identificando sobre el mismo la función de cada uno de ellos.

LAZO ABIERTO. Si gira a la misma velocidad en todo momento y esta se establece por el operario no necesita realimentación en función de la carga.

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JUNIO 2012 – OPCIÓN B (Plataforma elevadora)

2012-junio (lavadora y plataforma elevadora)

EJERCICIOS PRÁCTICOS DE APLICACIÓN 1.

1- Descripción del sistema

La imagen de la figura se corresponde con una plataforma elevadora de tijera. Describir el funcionamiento del sistema así como cada uno de los principales elementos que lo componen.

Funcionamiento de la plataforma:

Se trata de una elevadora autopropulsada y manejada por los operarios que se encuentran sobre ella.

Cuando la plataforma se sitúa en la posición en la que ha de elevarse, se hacen descender cuatro cilindros hidráulicos situados en las esquinas, de manera que la plataforma queda bien asentada y se asegura su estabilidad.

La elevación de la plataforma se realiza mediante una estructura en tijera que es impulsada, en este caso, mediante dos cilindros hidráulicos.

Como se aprecia en la imagen, la plataforma superior es extensible, para aumentar la superficie de trabajo. El sistema para sacar la extensión, posiblemente sea manual aunque también podría realizarse con algún tipo de mecanismo (p. ej. tornillo-tuerca) accionado por motor eléctrico.

Elementos del sistema:

  • Motor diesel o eléctrico para impulsar el vehículo.
  • Motor diesel o eléctrico para hacer funcionar la bomba hidráulica.
  • Circuito hidráulico: depósito, reguladores de presión, elementos de mando y control (válvulas), cilindros, etc.
  • Sistema de control de la plataforma.
  • Elementos de seguridad. Por ejemplo señal acústica cuando la plataforma esté en movimiento.

 

 

2- Estudio de alternativas.

 

¿Qué tipo de motor se emplea para elevar la plataforma? Proponer dos alternativas distintas evaluando ventajas e inconvenientes de cada uno de ellos.

El motor que suministra energía mecánica a la bomba que impulsa el aceite en el circuito hidráulico para accionar los cilindros que elevan la plataforma puede ser eléctrico de CC o motor de explosión.

Motor de explosión Motor eléctrico de CC
Coste Medio Elevado
Peso y dimensiones Elevado Bajo
Autonomía Elevada Baja
Complejidad del control Medio Baja-media
Potencia Elevada Baja-media
Ruido Elevado Casi nulo
Emisiones Elevadas Nulas
Generación de calor Elavada Baja

 

Examenes PAU

2009-septiembre (bicicleta eléctrica y telecabina)

2010-junio (tranvía y parquing de coches)

2010-septiembre (camión portacontenedor y coche solar)

2011-junio (compresor y recogida equipajes)

2011-septiembre (maquina compresion y cisterna)

2012-junio (lavadora y plataforma elevadora)

2012-septiembre (incubadora y frigorifico)

2013-julio (tostadora de pollos y plataforma de camion)

2013-junio (grua y brazo robot)

2014-julio (trituradora de plasticos y puerta automática)

2014-junio (elevador hidraulico y panel solar)

2015-julio (hormigonera y máquina de fabricacion)

2015-junio (dispositivo para objetos defectuasos y dron)

2008-junio (finger y autos de choque)

2008-septiembre (motorCC y carretilla)

2009-junio (motor térmico y dispensador-pelotas-golf)

Examen PAU – Junio 2013 – Opción B

2013-junio

Para resolver el examen podeis basaros en los siguientes enlces:

http://platea.pntic.mec.es/vgonzale/cyr_0204/ctrl_rob/robotica/

http://platea.pntic.mec.es/vgonzale/cyr_0708/archivos/_15/Tema_5.4.htm

http://platea.pntic.mec.es/vgonzale/cyr_0204/ctrl_rob/robotica/sistema/morfologia.htm

Servomotores:

http://platea.pntic.mec.es/vgonzale/cyr_0204/ctrl_rob/robotica/sistema/motores_servo.htm

EJERCICIOS PRÁCTICOS DE APLICACIÓN

  1. Descripción del sistema

Las figuras anteriores, representan sendos robots manipuladores (el elemento terminal es una pinza que sirve para asir objetos). Estas máquinas tienen una característica común muy interesante y es que cambiando tanto el programa a ejecutar, como la herramienta terminal (intercambiable), pueden realizar tareas muy diversas en numerosos procesos de fabricación (pintura, soldadura, manipulación,…). Identifica sobre las imágenes numeradas con marcas del 1 al 5 los siguientes componentes: pinza de manipulación, transmisión de movimiento, eslabón o barra del robot, articulación, cableado eléctrico. A partir de las imágenes y los elementos numerados u otros explica el funcionamiento del robot y la misión de sus componentes. Describe los principales elementos que sirven para posicionar una articulación en un determinado ángulo suponiendo que es un motor eléctrico el actuador.

Los elementos son:

  1. Pinza de manipulación
  2. Articulación
  3. Eslabón o barra del robot
  4. Cableado eléctrico
  5. Transmisión de movimiento

Mecánicamente, un robot manipulador como los de las figuras está formado por una serie de elementos estructurales sólidos o eslabones unidos mediante articulaciones que permiten un movimiento relativo entre cada dos eslabones consecutivos.

Estas partes reciben, entre otros, los nombres de: cuerpo, brazo, muñeca y actuador final (o elemento terminal). A este último se le conoce habitualmente como aprehensor, garra, pinza o gripper.

Cada articulación provee al robot de, al menos, un grado de libertad. En otras palabras, las articulaciones permiten al manipulador realizar movimientos.

Para que todos los elementos que lo forman se muevan coordinadamente y cumplan la tarea para la que el robot está diseñado necesitamos un CONTROLADOR. Como su nombre indica, es el que regula cada uno de los movimientos del manipulador, las acciones, cálculos y procesado de la información. El controlador recibe y envía señales a otras máquinas-herramientas (por medio de señales de entrada/salida) y almacena programas.

El control del robot manipulador puede ser en bucle abierto y control en bucle cerrado.

El control en bucle abierto da lugar a muchos errores, y aunque es más simple y económico que el control en bucle cerrado, no se admite en aplicaciones industriales en las que la exactitud es una cualidad imprescindible. La inmensa mayoría de los robots que hoy día se utilizan con fines industriales se controlan mediante un proceso en bucle cerrado, es decir, mediante un bucle de realimentación. Este control se lleva a cabo con el uso de un sensor de la posición real del elemento terminal del manipulador. La información recibida desde el sensor se compara con el valor inicial deseado y se actúa en función del error obtenido de forma tal que la posición real del brazo coincida con la que se había establecido inicialmente. 

  1. Estudio de alternativas:

Los actuadores (elementos que generan el movimiento) de los robots de las figuras anteriores son eléctricos. Describe otras tecnologías que sean viables y que puedan usarse para realizar el mismo propósito, indicando las características de cada una de ellas, así como sus ventajas e inconvenientes en función de las características del robot (carga máxima a manejar, velocidad de las articulaciones, precisión angular, etc.). Incluye también los diversos tipos de actuadores eléctricos. 

Los elementos motrices que generan el movimiento de las articulaciones pueden ser, según la energía que consuman, de tipo olehidráulico, neumático o eléctrico.

Los actuadores de tipo olehidráulico se destinan a tareas que requieren una gran potencia y grandes capacidades de carga. Dado el tipo de energía que emplean, se construyen con mecánica de precisión y su coste es elevado. Los robots hidráulicos se diseñan formando un conjunto compacto la central hidráulica, la cabina electrónica de control y el brazo del manipulador.

La energía neumática dota a sus actuadores de una gran velocidad de respuesta junto a un bajo coste, pero su empleo está siendo sustituido por elementos eléctricos.

Actuadores eléctricos:

Los motores eléctricos, que cubren la gama de media y baja potencia, acaparan el campo de la Robótica, por su gran precisión en el control de su movimiento y las ventajas inherentes a la energía eléctrica que consumen.

Las características de control, sencillez y precisión de los accionamientos eléctricos han hecho que sean los más usados en los robots industriales actuales.

Dentro de los actuadores eléctricos pueden distinguirse tres tipos diferentes:

  • Motores de corriente continua (DC). Servomotores: Los servos son un tipo especial de motor de c.c. que se caracterizan por su capacidad para posicionarse de forma inmediata en cualquier posición dentro de su intervalo de operación. Para ello, el servomotor espera un tren de pulsos que se corresponde con el movimiento a realizar. Están generalmente formados por un amplificador, un motor, un sistema reductor formado por ruedas dentadas y un circuito de realimentación, todo en un misma caja de pequeñas dimensiones. El resultado es un servo de posición con un margen de operación de 180° aproximadamente.

Los Servos son sumamente útiles en robótica. Los motores son pequeños y son sumamente potentes para su tamaño. Además no consumen mucha energía. La corriente que requiere depende del tamaño del servo.

  • Motores paso a paso: En los motores paso a paso la señal de control consiste en trenes de pulsos que van actuando rotativamente sobre una serie de electroimanes dispuestos en el estator. Por cada pulso recibido, el rotor del motor gira un determinado número discreto de grados. Para conseguir el giro del rotor en un determinado número de grados, las bobinas del estator deben ser excitadas secuencialmente a una frecuencia que determina la velocidad de giro.
  • Motores de corriente alterna (AC): Este tipo de motores no ha tenido aplicación en robótica hasta hace unos años, debido fundamentalmente a la dificultad de su control. Sin embargo, las mejoras que se han introducido en las maquinas síncronas hacen que se presenten como un claro competidor de los motores de corriente continua. Esto se debe principalmente a tres factores:
    • la construcción de los motores síncronos sin escobillas.
    • el uso de convertidores estáticos que permiten variar la frecuencia (y así la velocidad de giro) con facilidad y precisión.
    • el empleo de la microelectrónica, que permite una gran capacidad de control.

Características de los distintos tipos de actuadores para robots

Neumáticos Hidráulicos Eléctricos
Energía Aire a presión Aceite mineral Corriente eléctrica
(5-10 bar) (50-100 bar)
Opciones Cilindros Cilindros Corriente continua
Motor de paletas Motor de paletas Corriente alterna
Motor de pistón Motor de pistones axiales Motor paso a paso
Servomotor
Ventajas Baratos Rápidos Precisos
Rápidos Alta relación potencia-peso Fiables
Sencillos Autolubricantes Fácil control
Robustos Alta capacidad de carga Sencilla instalación
Estabilidad frente a cargas estáticas Silenciosos
Desventajas Dificultad de control continuo Difícil mantenimiento Potencia limitada
Instalación especial (compresor, filtros) Instalación especial (filtros, eliminación aire)
Ruidoso Frecuentes fugas
Caros

 

 

CUESTIONES:

  1. Referente a los robots de las figuras anteriores, describe los sensores que podrían usarse para medir en una determinada articulación cada uno de los siguientes parámetros: la posición actual, la velocidad, y las posiciones límite, así como para generar una barrera de seguridad alrededor del área de trabajo de la máquina para impedir accidentes involuntarios.

Para conseguir que un robot realice su tarea con la adecuada precisión, velocidad e inteligencia, será preciso que tenga conocimiento tanto de su propio estado como del estado de su entorno. La información relacionada con su estado (fundamentalmente la posición de sus articulaciones) la consigue con los denominados sensores internos, mientras que la que se refiere al estado de su entorno, se adquiere con los sensores externos.

Sensores:

http://platea.pntic.mec.es/vgonzale/cyr_0204/ctrl_rob/robotica/sistema/sensores.htm

  1. Explica en qué consiste la llamada ley de las 3R en el contexto del reciclaje de residuos.

 

 

  1. Supón que existen 4 sensores (S1, S2, S3 y S4) para detectar que alguien ha entrado en el área de trabajo del robot. Supón además que cualquiera de ellos a nivel “1” indica detección y a nivel “0” no detección (por ejemplo S1=1 indica que el sensor “1” ha detectado que alguien ha cruzado por su zona de detección).

a. a partir de la tabla de verdad, genera una señal denominada “POWER_OFF”, de manera que: se active cuando alguno (pero sólo uno como máximo) de los sensores haya detectado.

b. implementa dicha señal con puertas lógicas.

La impresora 3D

Motores de una impresora 3D

Generalmente usan motores paso a paso.

En el enlace hablan de los motores paso a paso:

http://www.dima3d.com/motores-paso-a-paso-en-impresion-3d-i-nociones-basicas-2/

¿Qué es un motor paso a paso?

Son un tipo de motores eléctricos con las siguientes características:

  • No permite grandes velocidades de giro a diferencia de otros tipos de motor.
  • Permite posicionamiento preciso de manera sencilla (sin necesidad de un bucle cerrado).
  • Normalmente se controlan en bucle abierto.
  • Su control eléctrico es más complejo que el de otros motores. No son motores “de corriente continua” ni “de corriente alterna”. Son otro tipo y no basta con conectarles a una fuente de voltaje continuo o alterno. Hay que mandarles otro tipo de señales.

¿Por qué se utilizan este tipo de motores en impresión 3D?

No sólo se utilizan en impresión 3D, sino en muchas otras máquinas CNC (una impresora 3D es una máquina CNC). Se usan porque ofrecen las características buscadas en el movimiento de este tipo de máquinas, que son las siguientes:

  • Precisión y repetitibilidad en los movimientos
  • Control electrónico sencillo gracias a los drivers
  • Buena cantidad de par motor en un motor pequeño
  • No es necesaria gran velocidad de rotación en los motores, puesto que van a servir para convertir la rotación a movimiento lineal de baja velocidad (no se suelen superar los 200 mm/s en movimientos lineales de impresión 3D)
  • Consumo eléctrico adecuado

Sensores de una impresora 3D

Generalmente una impresora 3D dispondrá de sensores de temperatura y de sensores de posición como pueden ser finales de carrera.

Artículo con las partes:

http://www.zonamaker.com/impresion-3d/crea-impresora/3-electronica-crea-imp

Resúmenes PAU

Estos resúmenes los he encontrado por Internet pero ahora no recuerdo donde, no los he hecho yo y por tanto no se corresponden completamente con lo que hemos dado durante el curso. Los voy a dejar en privado ya que no son míos.

Para el TEMA 1 – Máquinas, conceptos fundamentales no tengo resumen.

Para el Tema 2 – Principios de termodinamica tenemos:

TEMA 2 termodinàmica

Para Tema 3 – Mototres térmicosTema 4 – Máquinas frigoríficas tenemos:

TEMA 4 maquina frigorífica, bomba de calor

TEMA 3 MOTORES TÉRMICOS

Para Tema 5-electromagnetismo y motores de cc y Tema 6-motores de CA tenemos:

TEMA 5 MÁQUINAS ELÉCTRICAS MOTORES ELÉCTRICOS CC

TEMA 6 MOTORES DE CA

Para TEMA 7 – Materiales_estructura_propiedades y ensayos y TEMA 8 – Diagramas-Aleaciones FeC-Tratamientos-Oxidacion tenemos:

TEMA 1 PROPIEDADES DE LOS MATERIALES Y ENSAYOS

ACEROS Y SUS TRATAMIENTOS

oxidación y corrosión

Para el Tema 9 – Neumática e hidraulica tenemos:

TEMA 9 neumática hidráulica2

TEMA 9 neumática hidráulica1

Para el TEMA 10 – Sistemas automáticos y de control tenemos:

TEMA 8 ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE CONTROL COMPARADORES Y ACTUADORES

TEMA 8 ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE CONTROL transductores

TEMA 7-1 SISTEMAS DE CONTROL

Y para el TEMA 11 – Electrónica digital tenemos:

TEMA 10 digital

 

Además son interesantes:

FORMULARIO

RECICLAJE

CLASIFICACION PLASTICOS

comparativa neumática- oleohidráulica