CENTRO NACIONAL DE ACTUALIZACIÓN … Wilberth... · Docentes en formación de la 7". Generación...

SEP DGETI SElT

CENTRO NACIONAL DE ACTUALIZACIÓN DOCENTE EN MECATR~NICA

r CNAD - Cenidet

AlDET bCtT PROYECTO ENTRO DE INPORMACION

SISTEMA DE DIBUJO LINEAL

Prototipo Mecatrónico

Que Presentan: Para obtener el reconocimiento de especialista en Ingeniería Mecatrónica.

ÁREA DE MÁQUINAS:

Ing. Wilberth Melchor Alcocer Rosado Ing. Sergio Ayala Lozano

AREA DE CONTROL

Ing. Agustín Alejandro Hernández Garcia Ing. Manuel de Jesús Nandayapa Alfaro

ASESORES:

Máquinas : Ing. Miguel Angel Urquídez Garcia Control : Ing. José Luis Flores Galana.

REDACCION:

Diciembre de 1999.

0 0 - 0 2 1 5

SEP SEIT DGETI Centro Nacional de Actualización Docente AV. Estanislao Rarnirez sln esq. Mar de Ills lluvias Col. Sclene Oelegacibn :TIúhuac Tel. Pax841 1431 841 1432

Mecatrónica CT 09FMP0001Q

C.P. 12430

México, D.F. a 2 de mayo del 2000

Asunto: Autorización de Impresión del Trabajo Recepcional

C.C Wilberth Melchor Alcocer Rosado Sergio Ayala Lozano Agustín Alejandro Hernández Garcia Manuel de Jesús Nandayapa Alfaro Docentes en formación de la 7". Generación P R E S E N T E S

Una vez que ha sido revisado el informe académico elaborado como trabajo recepcional del proyecto mecatrónico titulado "Sistema de Dibujo Lineal", por los asesores de las tres áreas y al no encontrar errores en los aspectos técnicos, en la estructura de contenidos y en la redacción de cada uno de los apartados que io integran, se ha determinado que el informe cumple con los aspectos necesarios para que pueda imprimirse de forma definitiva.

A T E N T A M E N T E

ASESORES

Ing. José Luis Flores Ga lana Área de Control Área de Maquinas

Área de Pedagogía\.

INDICE

Pag.

................................................................................................................ I.NTRODUCCION I

... OBJETIVO ............................................................................................................................ 111

JUSTWICACION.. ................................................................................................................ i V

CAPITULO1 DESCRiPCION GENERAL DEL SISTEMA

1 . 1 1 . 2 1.3

Descripción y dibujo general del prototipo ............................................................. 1 Diagrama a bloques de los elementos del sistema .................................................. 2 Diagrama de flujo de funcionamiento ..................................................................... 3

CAPITULO 2 DESCRIPCION DEL SISTEMA MECANICO

2.1 Descripción y dibujos de los elementos mecánicos ................................................ 5 2.2 Cálculos de los elementos y mecanismos ............................................................... 9 2.3 Descripción de los procesos de fabricación de los elementos mecánicos .............. 24

CAPITULO 3 DESCRIPCION DEL SISTEMA DE CONTROL

3.1 Diagrama a bloques del sistema de control .......... 29 3.2 Descripción de los elementos del sistema ...................... 30

............................. .................

3.2.1 Elementos de entrada ...................... ,.._.: .................................. 30 3.2.2 Elementos de salida ..................................... ........ 3 2.3 Controlador ....................... 33

.... 32 ...................................

3.3 Cálculos, esquemas y tarjetas del circuito impreso (PCB) ....................................... 41

CAPITULO 4 INTEGRACION DEL SISTEMA MECATRONICO

4.1 Programación ............ 64

4.1.1 Diagrama de flujo ..................... 4.1.2 Progama de control del sistem 4.1.3 Operacion del prototipo ................................................................................ 82 4.1.4 Calibracion y ajuste ...................................................................................... 83 4.1 .S Mantenimiento .......................................................... 84

I ,

.,

5. LISTA DE MATERIALES Y COSTO < . 5.1 Sistema mecanico ....................................................................................................... 85

5.2 Sistema de control ...................................................................................................... 86

6. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES

88 6.1 Area de maquinas ........................................................................................................ 6.2 Area de control ............................................................................................................ 90

, .

7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES. ............................................................. 93

8. APENDICES . - r . 8.1 Diseno mecanico ......................................................................................................... 96

8.2 Diseño electronico ...................................................................................................... 97 , .

9. BIBLIOGRAFIA , . 9.1 Area de maquinas ......................................................................................................... 98

9.2 Area de control.. ........................................................................................................... 99

Sistana de Dihqo I.ineal

INTRODUCCION

El presente traba,io trata acerca del proceso de análisis, diseño y construcción de un sistema con características mecatrónicas que sea capaz de graficar en un plano horizontal figuras geométricas de diversos tamaños dentro del área de trabajo, mediante una computadora personal.

AI prototipo referente al presente traba,io se le denomina “Sistema de Dibqio Lineal”, la intención desde el inicio de la propuesta correspondiente fue que su diseño y fabricación involucrara conceptos y elementos de una rama tecnológica de relativa reciente creación, conocida como Mecrtrónica, esto es, la aplicación coniunta de tecnologías de las ingenierías mecánica y electrónica así como de computación, asimismo, se tuvo el cuidado de incluir los elementos requeridos para un sistema mecatrónico, es decir, mecanismos, sensores, actuadores y controladores.

Para la selección del presente prototipo, como en otras ocasiones recientes en este Centro, se presentaron propuestas por parte de los cuatro integrantes del grupo de trabajo conformado para elaborarlo, se tomaron en cuenta diversos aspectos, siendo los más relevantes los siguientes:

i) Factibilidad de ser realizado dentro de las restricciones de tiempo y costo establecidas por este Centro.

ii)

iii)

Disponibilidad de la infraestructura requerida para su elaboración

Posibilidad de que pudiera ser reproducido en los planteles de la Dirección General de Educación Técnica Industrial (D.G.E.T.I.)., y

Que incorporara algunos aspectos novedosos respecto a otros prototipos similxes desarrollados en este Centro.

iv)

Es conveniente comentar respecto a este último aspecto que el presente prototipo incorpora por vez primera la utilización de servomotores para la producción de los desplazamientos en las direcciones ‘Y’ y “Y” (usuaimente se han utilizado motores a pasos), así como el uso de un mecanismo “banda-polea dentada” para el movimiento eii la dirección “Y (tradicionalmente se ha usado el mecanismo de tornillo sinfin con su correspondiente tuerca de arrastre).

En síntesis, el mecanismo consta en su parte mecánica de una base de aluminio que sirve de apoyo al resto de la estructura, cuatro columnas o bases sobre las que asienta la placa horizontal que soporta la hoja donde se realiza la graficación, dos columnas o bases ligeramente más largas que las anteriores en que se apoyan tanto el e,je que proporciona el movimiento en la dirección “Y” a la hqja como el e,ie de los cilindros de opresión de la misma, Eq-lpo No. 6 T. Ga.sE&n

Siaemn de Dibujo Lineal

dos columnas o base más largas que las anteriores en las que se elaboraron ranuras que permiten el monta.je y alineamiento de los ejes horizontales que facilitan el deslizamiento del portapluma en la dirección “ñ’, dicho portapluma se elaboró con piezas de aluminio ensambladas mediante agujeros machuelados y tomillos, agregándole un mecanismo de guías que a.través de un solenoide y una masa metálica le proporciona el movimiento en la dirección del eje “Z”, permitiendo de esta forma el desplazamiento de la pluma hacia abajo cuando así sea requerido, finalmente, las bases para cada uno de los dos motores.

El control del prototipo esta a cargo de un programa elaborado en lenguaje C y una computadora compatible con IBM.

Se elaboró una tarjeta de interface para poder comunicar a la computadora con el prototipo formado principalmente por circuitos integrados 8255 más conocidos como PPI

( Interfase Periferica Programable ) y una tarjeta driver formada por un convertidor Digital / Analógico para convertir los datos binarios que envía la computadora a un nivel de voltaje. En la tarjeta driver se utiliza un circuito LM3524 que genera junto con el nivel de voltaje una modulación de ancho de pulso que proporciona al servomotor mayor torque y con una retroalimentación en el puente H se mantiene ese torque.

La señal que proporciona el encoder del servomotor es filtrada por un filtro pasa bajos y en seguida leída por la computadora, proporcionando la información que requiere el programa por el control del prototipo.

Así también el prototipo cuenta con sensores de margen, de hqia y de seguridad, estos sensores son leídos permanentemente por la computadora.

La estructura principal del presente documento está conformado por el Ob.ietivo y la Justificación del prototipo elaborado, cuatro capítulos, el capitulo 1 trata de la descripción general del sistema, incluyendo el dibu,jo general del prototipo, diagrama a bloques de los elementos del sistema y la descripción y diagrama de flujo de su funcionamiento; el capítulo 2 se refiere a la descripción del sistema mecánico, incluyendo dibu-¡os, cálculos y explicación de los procesos de fabricación utilizados; el capítulo 3 describe el sistema de control, se incluye el diagrama a bloques de los elementos distinguiendo los de entrada, salida y el controlador, se presentan también cálculos, esquemas y tarjetas de circuito impreso; el capítulo 4 aborda los aspectos de programación, operación del prototipo, calibración, a-justes y mantenimiento, en la parte final del documento se presentan la lista de materiales, costos estimados, cronograma de actividades, conclusiones, sugerencias, apéndices y bibliografia.

Equipo No. 6 T. GmornciOr. I!

Siaeda de Dihujo I . i n 4

OBJETZVO

Diseñar y construir un sistema de dibuio capaz de graficar en un plana horizontal

figuras geométncas preestablecidas de distintos tamaños dentro del área de trabajo

mediante una computadora personal.

... Eqvipo No. 6 7’. Genera&% 111

Siama dc Dibujo Lincal

La finalidad del prototipo consiste en disponer de un sistema que permita elaborar

dibujos, guardarlos en archivos computacionales para su fácil recuperación, y graficarlos; promoviendo de esta forma la actividad de elaboración de gráficas por medios electrónicos y comuutacionales.

Asimismo, se considera conveniente continuar desarrollando temas de trabajo afines a

los que se vienen elaborando en este Centro que promuevan la adquisición de experiencia en

áreas del conocimiento que permitan en un futuro la formación de líneas de traba,jo en las que

el CNAD tenga presencia a nivel nacional y que promuevan la respuesta oportuna en cuanto a

la atcnción a necesidades y propuestas de solución a problemas de graficación en la industria

nacional.

Creemos también, que en particular, el presente trabajo es uno de los primeros ensayos

exitosos que se realizan en este Centro que demuestra que es posible el control de

servomotores y su aplicación en la elaboración de prototipos mecatrónicos; el “Sistema de Dibujo Lineal” podrá en un futuro próximo ser utilizado como una herramienta con la cual los alumnos del nivel medio superior comprobarán que se puede lograr el control de motores mediante una computadora personal utilizando el lenguaje de programación C.

Consideramos conveniente, asimismo, mencionar los siguientes aspectos:

Antecedentes.- En este Centro ya se tiene una serie de traba-jos desarrollados que son afines al

presente, como son los siguientes: Mesa x-y, Mesa x-y-z, Mesa didáctica x-y , así como el

Equipo No. 6 ?. Cs.eraci6ii iv

Sistema de Dibujo Lineal

proyecto actual intitulado "Perforadora de tarjetas de circuitos impresos", ello demuestra el

interés en un tema que con el paso del tiempo se viene consolidando en este Centro.

Novedad.- Respecto a los traba,ios que hasta ahora se han desarrollado en este Centro, el

prototipo desarrollado contiene los siguientes aspectos novedosos:

El desplazamiento en el eje X, que e,jecuta el movimiento de la pluma, se realiza a través

de un mecanismo conformado por motor, poleas y banda.

Los dcsplazamientos sobre el eje Y se realizan sobre la hoja en la que se plasma la gráfica

y es mediante un sistema de rodillos y motor.

Se diseñó un ambiente grafico para mayor comodidad del usuario en la captura de la

información que permite definir los tipos y características de las figuras predeterminadas.

Se utilizan servomotores para generar los desplazamientos tanto en la dirección del eje X

como en la del eje Y.

Vcntajrs- Respecto a los trabajos afines desarrollados en este Centro: Mayor sencillez en los mecanismos para lograr los movimientos en las direcciones de los

e,jes de desplazamiento.

Mayor velocidad de graficación.

Limitaciones.- En desventaja en cuanto a Sus capacidades (velocidad de graficación, diversidad de las figuras geométricas a graficar, impresión con diversos colores, etc.) con respecto a los sistemas de dibujo que actualmente pueden ser conseguidos de manera comercial.


CAPITULO 1

DESCRIPCION GENERAL DEL SISTEMA

1.1 Descripción y dibujo general del prototipo

El Sistema de Dibujo Lineal (SDL) consta de tres módulos o partes principales, las cuales se muestran en la siguiente hoja y son: una computadora personal (PC) que sirve como elemento de enlace entre las otras dos partes principales, en ella se tienen registrados diversos archivos que en conjunto constituyen el programa de control del sistema, así como el programa de ambiente gráfico para la captura de la información; otra parte del SDL la constituye la parte física del sistema que se desea controlar y que fue necesario diseñar y construir, la cual está integrada por diversas piezas mecánicas que en su mayoría fueron elaboradas en el taller de máquinas-herramienta de este Centro, utilizando para ello principalmente el torno y la fresadora universal así como diversas herramientas, esta parte se muestra como “Graficador” en la siguiente hoja correspondiente al dibujo general del sistema, en su mayor parte fue construida de aluminio; el tercer módulo del sistema lo constituye la “Caja de dispositivos electrónicos” la cual contiene todos los circuitos que fueron diseñados y construidos en diversos laboratorios de este Centro así como también varios dispositivos electrónicos, este módulo es el que se encarga de establecer la comunicación entre las señales enviadas por la PC y los sensores y actuadores del prototipo para que se efectúe la operación requerida, una descripción más detallada se tendrá más adelante en el punto 2.1 correspondiente a la descripción y dibujos de los elementos mecánicos, así como en el punto 3.2 correspondiente a la descripción de los elementos del sistema de control.

En cuanto al funcionamiento del sistema, por el momento basta mencionar que al energizar la circuiteria de control y la PC que se puede considerar que es el controlador principal, se debe ejecutar el programa de cómputo denominado SDL (Sistema de Dibujo Lineal), el cual realiza el posicionamiento de la pluma al punto de inicio que sirve como referencia, asimismo se realiza la verificación de la señal de presencia de la hoja de papel en la que se graficará, a continuación se captura la información a graficar ello se hace seleccionando las diversas opciones del ambiente gráfico que muestra el monitor, una vez capturada la información, es procesada para que se envien las señales a los motores para que se realice la gráfica.

Además del sensor de presencia de hoja de papel se colocaron dos sensores para definir y fijai los márgenes del área de trabajo en la hoja así como otros dos sensores de seguridad para evitar que por algún accidente llegara a colisionar la caja graficadora con algunos de los soportes metálicos del prototipo; una descripción mas detallada se tendrá más adelante en el punto 4.2 correspondiente a la operación del prototipo.

Equipo No. 6 7’. Generación 1

COMPUTADORA PERSONAL

GRAF ICADOR

DISPOSITIVOS ELECTRON I COS

I I D I B U J O GENERAL DEL S I S T E M A VAR I OS P a r t e 1 C a n l i d a d D e s i g n a c i o n M a l e r i a l

F e c h o : 1 5 - 1 2 - 9 9 CENTRO NACIONAL DE R e f e r e n c i a : ACTUALIZACION DOCENTE

A c o l . : S I A S I S T E M A D E D I B U J O L I N E A L E s c . :

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I O b s e r v a c i o n e s

P r a y : E q u i p o 6 D i b : S . A . L / W . M , A . R R e v : I n 9 . M . A . U . G .

Sisiemr de Dibujo L i n a l

1.2 Diagrama a bloques de los elementos del sistema

PORTAPLUMA MECANISMO POLEA/BANDA SERVOMOTOR

ETAPA DE N T E R F A S

l E

I . I I

4-----l SENSORES

Sinem de Dibujo Luis4

1.3 Dirgrarnr de flujo de funcionamiento

inicio

1 I 1

1 1

Captura de infonnación en el F’rogrania SDL.EXE

Grabar en un archivo la información

I EjTiar programa SDLGRA.EXE I

Posición de la pluma en punto inicial 1 * Proceso de Graficación

Sidema de Dibiip Lincal

Rutina de Edici6n de Figuras

Inicio c de figura

I

4 I

Aliiiacenar,informaci6n en incmona . I

Guardar en archivo la información

Rutina de Grañcación de Figiras

Inicio i-' Leer el archivo que contenga informaci6n 1

de fieura

7 . crnrncion 4 Equipo No. 6

Siaema dc Dibujo Lineal

CAPITULO 2

DESCIUPCION DEL SISTEMA MECANICO

2.1 Descripción y dibujos de los elementos mecánicos

El propotipo correspondiente al presente trabajo se elaboró en su mayor parte de aluminio ya que uno de los propósitos acordados por los integrantes del equipo de trabajo fue que tuviera el menor peso posible a la vez de que los materiales de que estuviera hecho fueran fuertes y que tuviera buen aspecto en sus acabados.

La estructura física tiene las siguientes dimensiones generales, 450 mm de largo, 320 mm de ancho y 260 mm de altura, los materiales empleados para su fabricación fueron los siguientes:

Aluminio (para la mayoría.de las pieza maquinadas) Bronce (soportes de polea tensora y eje de rodillos opresores de hoja; y bujes) Caucho (rodillos opresores y de arrastre de hoja) Acero 1045 (flechas)

En general, para el maquinado de las piezas se tuvieron las siguientes tolerancias, f 0.3 mm en dimensiones lineales, -0.02 mm para agujeros que alojaran bujes o baleros y ,+ 0.5 mm en agujeros y ranuras que alojaran tornillos que sujetan piezas (para lograr la apropiada alineación entre piezas y ejes).

En su parte mecánica, el prototipo consta de cuatro conjuntos de piezas o mecanismos principales.

Conjunto de soportes. , Mecanismo de transmisión de movimiento en el eje " X . Mecanismo de transmisión de movimiento en el eje Y'" Mecanismo de opresión de la hoja Caja graficadora.

Conjunto de soportes

Este conjunto está formado por una base de aluminio de 450 mm x 420 mm x 7 mm que soporta ai resto del prototipo, cuatro columnas de aluminio sobre las que se asienta la placa horizontal que soporta la hoja donde se realiza la gráfica, esta placa tiene tres orificios rectangulares, dos de ellos para dar cabida a las

Equipo No. 6 T. GRlaaci6n 5

http://mayora.de

Sis i rno dc Dibujo Linul

superficies de los rodillos delarrastre de hoja y el tercero para dar cabida al tope de hoja de papel; dos columnas ligeramente más largas que las anteriores en donde se apoyan tanto el eje que proporciona el movimiento en la dirección del eje “Y” a la hqja como el e,ie donde pivota el mecanismo de los cilindros de opresión de la misma; dos columnas más largas que las anteriores en donde se elaboraron ranuras para permitir el montaje, ajuste y alineamiento de los dos ejes horizontales sobre los que se desliza el portapluma en la dirección del e-ie “X’ y una columna que soporta el servomotor que produce a través en mecanismo el movimiento en la dirección del eje “ñ’. Para clarificar detalles de la geometría del presente conjunto se recomienda revisar las gráficas de las piezas mostradas en los dibu-jos 1 al 4, 7 al 10 y el ensamble 1 (ENS 1).

Mecanismo de transmisión de movimiento en el e,ie “ X

Este mecanismo lo constituyen la polea opresora que se muestra en la figura del dibu,io del ensamble número ~10 (ENS lo), la banda que convierte el movimiento de giro del servomotor en movimiento de desplazamiento de la caja graficadora en la dirección del eje “X y el propio servbmotor. Para clarificar detalles de la geometría del presente mecanismo se recomienda revisar las gráficas de las piezas mostradas en los dibujos de los ensambles 7, 8 y ¡O (ENS 7, ENS 8 y ENS 10) y el dibujo de la explosión 3 ( E D 3).

Mecanismo de transmisión de movimiento en el e.ie “Y”

Este mecanismo está formado por un eje de acero en el que están ensamblados dos rodillos de caucho que junto con los rodillos opresores arrastran a la hqja sobre la placa horizontal que la soporta y un servomotor que le transmite el movimiento de giro apropiado I

Mecanismo opresor de hoja

Este mecanismo complementa al anterior para darle a la hoja movimiento de deslizamiento en la dirección del eje “Y”, está formado por un sistema de palanca que al activarla permite separar los rodillos opresores de los de arrastre de hoja, permitiendo así poder colocar la hqja a graficar, y una flechas de acero donde están montados los rodillos opresores Para clarificar detalles de la geometría de estos últimos dos mecanismos se recomienda revisar las gráficas de las piezas mostradas en los dibujos 5, 6 y ensambles 3 y 9 (ENS 3 y ENS 9).

Caja graficadora

Esta caja está constituida por un conjunto de placas de aluminio maquinadas y machueladas con roscas de @ 3 mm que al ser unidas con tornillos y ensambladas

Equipa G 7’. Generación 6

toman la forma que se muestra en los dibujos del ensamble 2 (ENS 2) y la explosión 2 (EXP 2), está provista también de tres baleros lineales de 8 mm x 15 mm x 17 mm que le permiten deslizarse en la dirección del eje ‘Y, dicho movimiento le es transmitido por la banda del mecanismo de transmisión de movimiento en el eje ‘ X ya descrito. Se incluyen dos guías de acero posicionadas en forma vertical que permiten el desplazamiento en la dirección del eje ‘‘2” de la parte de la caja a la que está fijada la pluma graficadora, para facilitar este movimiento se tienen montados baleros lineales, para la generación de este movimiento vertical se instaló en el interior de la caja un solenoide que al energizarlo permite bajar la pluma de graficación; para lograr el contacto apropiado entre la pluma graficadora y la superficie de la hoja se elaboró una ranura en la pieza en que está montada la pluma lo que permite deslizarla verticalmente y fijarla una vez que se ha realizado el ajusteicorrespondiente. Para clarificar detalles de la geometría de la caja se recomienda revisar las gráficas de las piezas mostradas en los dibujos de los ensambles 2 y 6 (ENS 2 y ENS 6 ) y de la explosión 2 (EXP 2). 1

Partes específicas de los mecanismos anteriores:

Conjunto de soportes Base principal 2 columnas o sopoles de ejes de la caja graficadora 4 soportes de la placa de graficación Placa de graficación (soporte de hoja de papel) 2 soportes de ejes de rodillos de arrastre Soporte de motor generador de movimiento en la dirección del eje “Y’

!

Mecanismo de transmisión de movimiento en el e,ie “ X . Servomotor Banda Poleas (dos) Resorte I

Mecanismo de transmisión de movimiento en el eje “Y”. Servomotor Cople Ejede acero Cilindros de caucho (dos)

Sisema de Dibujo Lineal

Mecanismo de opresión de la hoja

Resortes (dos) 0 Flechas de acero (dos) o Cilindros de caucho (dos) e Placas de bronce (dos) 0 Placa de aluminio

Caja graficadora

o Placas de aluminio maquinadas (trece de distintas formas y dimensiones. véase la explosión 2)

e Rodamientos lineales (tres, de 8 mm x 15 mm x 17 mm y dos de 6 mm x 12 mm x 2 2 mm) Flechas guías, de acero (dos de @ 6 mm) Solenoide

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La tornillcría utilizada para la sujeción de las piezas fue milimétrica de cabeza Allen M3 y M4, de diferentes longitudes dependiendo de las dimensiones de la piezas a ensamblar I

7'. Gn,€raeión 8 Equipo 6

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I I B A S E PR I NC I PAL At U M I N IO

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I I E A S E P R l ~ N C l P A l A L U M 1 N I O P a r t e I C a n t i d a d D e s i g n o c i o n M a t e r i o l i t h a : 15- 1 2 - 9 9 CENTRO NACIONAL DE i í e r e n c i a : ACTUALIZACION DOCENTE

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No. 10

E N S I 1 I E N S A M B L E DE SOPORTES ALUM1 N IO P a r t e I C a n i i d a d Des i g n a c i o n M a t e r i a l e c h a : 1 5 - 1 2 - 9 9 CENTRO NACIONAL DE e f e r e n t i a . ACTUALIZACION DOCENTE

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Des i g n a c ion Mater io1 Parte I C a n t i d a d Fecha: 15-12-99 CENTRO NACIONAL DE Aeferenc io: ACTUALIZACION DOCENTE

I A c o t . : SIA I

Observac iones P r o y : E q u i p o 6 Dib: S . A . t / W . M . A . R

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F e c h a : 1 5 - 1 2 - 9 9 R e í e r e n c i a :

I A c o I . : SIA I

ENSAMBLE DE SENSORES AL U M I N I O I D e s i g n a c i o n M a t e r i a l O b s e r v a c ¡ o n e & CENTRO NACIONAL DE

ACTUALIZACION DOCENTE D i b : S . A . L / W . M . A . R P r o y : E q u i p o 6

0 1 E s c . : S I S T E M A D E DIBUJO

L I N E A L / R e v : l n a . M . A . U . G

INO.ENS 4

ENS 5 I I ENSAMBLE DE CONJUNTO 2 A t UMI N IO D e s i g n a c i o n M a t e r i a l

ACTUALIZACION DOCENTE

P a r t e I C a n t i d a d e c h a : 1 5 - 1 2 - 9 9 CENTRO NACIONAL DE e f e r e n c io:

ir

c o l . : S I A S I S T E M A DE D I B U J O E s c . 0 . 3 : L I N E A L

1 O b s e r v a c ¡ o n e s

P r o y : E q u i p o 6 D i b : S . A . L / W . M . A . R R e v : I n g . M . A . U . G ,

No.ENS 5

I M E C A N I S M O ' D E T R A N S M I S I O N EJE X VAA IOS . . D e s i g n a c i o n M a t e r i a l

NS 7 I a r t e I ' C a n l i d a d ( h a : 1 5 4 2 - 9 9 CENTRO NACIONAL DE f e r e n c i a : ACTUALIZACION DOCENTE

o t . : S I A S I S T E M A D E D I B U J O L I N E A L f s c . :

0 . 5

I O b s e r v a ( ¡ o n e s

P r o y : E q u i p o 6 D i b : S . A . L / W . M . A . R R e v : I n g . M . A . U . G .

No.ENS 7

ENS 8 I I ENSAMBLE DE CONJUNTO 4 V A R I OS P a r l e 1 C a n t i d a d D e s i g n a c i o n M a t e r i a l

f e t h a : 1 5 - 1 2 - 9 9 CENTRO NACIONAL DE R e íer e n ( io: ACTUALIZACION DOCENTE


P r o y : E q u i p o 6 D i b : S . A . L / W . M . A . R

S I S T E M A DE D I B U J O A t o f S / A

L I N E A L E S ( O 300

R e v I n g M A U G

No.ENS 8

ENS 9 I I MECANISMO DE OPRESION DE HOJA DE PAPEL I VAR I OS M a t e r i a l P a r t e I C a n t i d a d Des i g n a c i o n

f e c h a : 1 5 - 1 2 - 9 9 CENTRO NACIONAL DE R e f e r e n c i a : ACTUALIZACION DOCENTE

A t o i . : SIA S I S T E M A D E D I B U J O 1 I N E A L E s c . :

0 . 4 0 0

I O b s e r v a c ¡ o n e s

P r o y : E q u i p o 6 D i b : S . A . L I W . M . A . R R e v : I n g . M . A . U . G .

No.ENS 9

A

EXP 2 I I D E S P I E C E PORTAPLUMA I A L U M I N I O - A C E R O P a r l e 1 C a n l i d a d D e s i g n a c i o n M a t e r i a l

F e ( h a : 15- 1 2 - 9 9 CENTRO NACIONAL DE R e í e r e n c ¡ a : ACTUALIZACION DOCENTE A t a l . : S / A S I S T E M A D E DIBUJO

L I N E A L E s c . : 0 . 3


P r o y : E q u i p o 6 D i b : S . A . L / W . M . A . R R e v : I n g . M . A . U . G .

NoEXP 2

E X P 3 I I ' o r l e I C a n t i d a d : [ h a : 1 5 - 1 2 - 9 9 i f e r e n i ¡ a : o l . : S / A

E s c . : 300

, . ' . . . . , . . ' . _ I > ,

D E S P I E C E T R A N S M I S I O N EJE X V A R IOS I D e s i g n a i i o n M a t e r ¡ a I O b s e r v a ( ¡ o n e s CENTRO NACIONAL DE

ACTUALIZACION DOCENTE D i b : S . A . L / W . M . A . R

SISTEMA DE D I B U J O R e v : l n g . M . A . U . G .

P r o y : E q u i p o 6

1 I N E A L No.EXP 3

2.2 Cálculos de los elementos y mecanismos

Entre los elementos más relevantes que consideramos que son requeridos algunos cálculos se encuentran los siguientes:

Motor l ' , es el que genera a través del eje de rodillos de arrastre el desplazamiento de la hoja en la dirección del eje "y", el esquema de análisis de fuerzas se muestra a continuación,

rodamiento I

A

Motor 1

Fuerzas que actúan: Peso de los cuatro rodillos, peso del propio e.ie, fuerza ejercida por los resortes y reacciones en los apoyos.

Diagrama equivalente:

WI = 1.5 Kg. Wz = 1.5 Kg.

Figura 2 Diagrama de análisis de fuerzas equivalente

Sistcmn dc Dibujo L u i d

Suponemos que Wl = Wz = 1.5 Kg es la fuerza requerida para ejercer la suficiente fricción como para hacer pasar la hoja (en cada cada caso incluye el peso del cilindro superior, el del cilindro inferior y la fuerza del resorte)

Se considera que el motor deberá ser capaz de:

i) ii)

Vencer las cargas fiiccionales del sistema Arrancar y detener las cargas inerciales del sistema

i) Consideración de la Fricción

Sistema eauivalente:

W = 2 ( 1 . 5 ) = 3

Figura 3 Sistema equivalente

W : Fuerza e,jercida los dos rodillos superiores y el peso del propio eje F,I : Fuerza de rozamiento ocasionada por el rodamiento Fn : Fuerza de rozamiento ocasionada por el contacto entre los rodillos FN ' Fuerza normal o reacción de los rodillos inferiores

F,i = p N 0.5 (4 Kg.) = 2 Kg.

Fn = p N =0.9 (3 Kg.) = 2.7 Kg

Equipo 6 7'. Gaieracibn 10

S~slema de Dibiijo Linwl

Potencia requerida:

Pot = F 1:

F : fuerza aplicada V: velocidad

Siendo:

n : velocidad angular, en rpm rl : brazo de palanca de la fuerza F,I (radio el e.ie que se muestra en la figura anterior) rz : brazo de palanca de la fuerza Fd (radio del cilindro inferior que se muestra en la figura)

Como se pretende que la hoja se mueva a una velocidad lineal de 10 cdseg , la velocidad angular requerida resulta ser:

V = o r , sustituyendo valores:

Despejando o :

O. 10 d s e g = o (0.0095 m)

o = 0.10m/(O.O095f>~/seg) = 10.53 rad/seg a n = 100.6 rpm

Sustituyendo los valores numéricos, se obtiene la potencia requerida para vencer las fuerzas de rozamiento:

Pot = 2Kg(100.6)(rev/min)(0.006m)z/ 30 + 2.7Kg(lOO.6)(rev/min)(O 0095m)z/ 30

= 1.24 N-dseg + 2.65 N-dseg = 3.89 watts

Siaema de Dihuio 1.inuil

ii) Consideración de las cargas inerciales

Sistema equivalente:

Disco 2, Wz Disco 1_ Wi

Figura 4 Sistema equivalente

Wl = WZ = 100 gr. W3 = 500 gr.

Disco 3, W3

Cálculo de los momentos de inercia:

11 = IZ = WI [r: - r l Z ] / 2 = 100 /454 Ib [ (9.5 I25.4)' + ( 6 / 25.4)'] I 2 plg'

11 = 12 = ,009 Ib-pulg'

13 = W ? / 2 = (250 / 454 ) Ib ( 6 / 25.4 )* pulg' = 0.03 1 Ib-pig'

Ya que se pretende una velocidad lineal de 10 cm / seg ( = 10 12.54 = 3.94 plg / s)

La velocidad angular sera

o = v l r = 3'94 ' I d s = 10.53 r ad l s 9.5/25.4 plg

Entonces, el par requerido al motor sera:

T = ( I, + Iz + I3 ) a / 24

a = or - oi / t = 10.53 rad/seg 1 0 . 5 seg = 21.06 rad/seg2 ( se supone que se requierealcanzar la velocidad de trabajo en .5 seg)

siendo a la aceleración angular. El valor de a requerido es:

Equipo 6 T . Oaicración I2

Sistcmn dc Dibujo Linuil

- - -

T = ( ,009 + .O09 + .O31 ) 21.06 / 24 onza-plg = ,043 onza-plg = ,005 Kg-cm

Pot = (.O05 x .O1 Kg-m x 100.6)d30 (rev/min)=.00053 Kg m / seg = .O0053 (9.81) Nndseg

= ,0052 N-m / seg = ,005 Watts

Entonces, la potencia total requerida al motor 1 es:

- -

Pot = 3.89 + ,005 = 3.9 Watts

Para vencer inercia

- Caja

graficadora

Para vencer fricción

- Eje No 2

Decidimos utilizar un factor de seguridad de 2, por lo que la será de 7.8 Watts.

otencia requerida del motor 1

Cálculo del motor No 2

El motor No 2 proporciona el movimiento en el eje “ X a traves de un sistema de polea dentada y una banda Por lo tanto el motor deberá ser capaz de

a) Vencer las cargas de fricción del sistema. b) Arrancar y detener las cargas inerciales del sistema.

4 Figura 5 Análisis de fuerzas correspondiente al motor 2

Polea

( o Caja gafadora.

Eje No,2

Los eies 2 y 3 deben tener buenas propiedades antifriccionantes. I),- Consideración de la fricción:

( o

Motor No.2 m

Deben vencerse las fuerzas de fricción en la chumacera del motor, en la polea No.2, en las barras de deslizamiento y entre la pluma y el papel.

La velocidad de la caja graficadora será de 10 c d i de fuerzas del sistema equivalente:

W = 0.075Kg

I Wco= 0.6Kg

g, se muestra a continuación el análisis

‘Wn= 0.075Kg

d.

Figura 8 Análisis de fuerzas

Siaeins de Dibujo Lineal

Fuerzas de rozamiento a vencer

FRI = Fuerza de rozamiento en chumacera de motor

FRZ= Fuerza de rozamiento en polea 2.

Fm = Fuerza de rozamiento por dedizamiento de la caja graficadora

F R ~ = Fuerza de rozamiento por deslizamiento del grafo sobre el papel

Wpz =Peso de la polea, se estima incluido el peso de la banda (SOgr), distribuido en cada

Polea

De la ecuación : FR = p N. Se obtienen :

FRI = pi NI = 0.5 [(0.125 kg) (9.Sidseg2)] = 0.61N.

Fm = pz N2= 0.5 [(0.075 kg) (9.81m/segz)] = 0.37N.

F R ~ = b3 N3 = 0.5 [(0.600 kg) (9.81m/seg2)] = 2.94N.

F R ~ = N4 = 0.6 [(O.OSO kg) (9.8im/segZ)] = 0.29N.

Cálculo de las r.p.m. :

De la ecuación : v = o r . Obtenemos

O.IOm/seg=o( 0.015 m ) porlotanto o = (O.lOm/seg)/(O.lSm)=6.67rad/seg

Siaenia de Dibujo Lineal

Potencia requerida para vencer las fuerzas de rozamiento :

(0.6 IN)(63.7rpm)(O.O03m)n N - m Pot, = = 0.012- 30

N - m = 0.007- (0.37N)(63.7rpm)(O.O03m)n Pot* = ~

30 seg

N - m = 1.471- (2.94N)(63.7rpm)(O.O75m)r Pot3 =

30 se¿?

N - m = 0.242- (0,29N)(63,7rpm)(O. 125m)r Pot4 =

30 seg

N - m N - m - +0.242 ~ - + 1.471 ~ Potencia requerida = 0.012 __ + 0.007 ~

N - m N - m se¿? set? seg seg

= 1.732 Waits

Consideración de las cargas inerciales :

m a ) Delaecuación: T = __ 24

Donde : T = Torque. I = Momento de inercia.

a= Aceleración angular.

P. Gmm&5n 16 I Equipo No. 6


Considerando I para un disco = ( W rZ) /2

I para un cilindro = (W/2)[(r$ - (r2)*]

Para facilidad del análisis consideramos a las dos poleas como un cilindro

) = 0.1651b llb w = 75gr (- 454gr

r l=15mm( ''Ig ) = 0.590 Pig. 25.4mm

rz=3rnm ( l p lg ) = 0.118 Plg. 25.4mm

v = o r s i v = 100mmíseg y r=15mm

o = v / r = 100"'m'seg = 6.666radlseg. 15mm

a = o / t = 13.33 rad/seg2

Cálculo de I:

I = (o í2 [ (r# - (r2) I - - [(0.590)2 -(0.118)2] =

= (0.0825) (0.3341) = 0.02758 Ib - pig'

Sisiema de Dibujo Lineal

= 0.01531 onza-plg. I (0.0275lb - p Ig ’ )(13.33rud / seg ’) 24

Por lo tanto el torque = T =

Como se consideraron las dos poleas el T resulta de: T = 2 (0.0 153 1) = 0.03062 onza-plg

Para el caso de la caja graficadora tenemos :

) = 1.321 Ib. Ilb W=600g( - 4 5 4 v

r = 15mm = 0.590plg.

I = W? = (1.3211b) (0.590)2 = 0.4591b-Plg2

De lo antenor se obtiene el torque total: onza-pig.

0.01 531 onza-pig 0.01 53 1

0.254

0.2846 Onza-pig. Torque total


A

1 onza = 2.834 X 10’ kg por lo tanto : 0.28462onza-plg

A h O

kg- m N- m = 0.04079 - X 9.81 m/seg2 = 0.4002 - seg

De los análisis anteriores (Consideración de la fricción y de las cargas inerciales), obtenemos que la potencia requerida del motor es:

Potencia = 1.732 W + 0.400 W = 2.132 Watts.

Si se considera un factor de seguridad de 2, Potencia req. = 4.3 Watts

Cálculo del diámetro del eje que soporta a la caja graficadora

Para ello se estimó que el peso de la caja graficadora seria de aproximadamente 1 Kg. y que la longitud del eje que la soporta sena de 500 mm, asimismo, como el eje no rotaría, el efecto de la carga sería de tensión o compresión simple y se puede aplicar la teoria de la rotura por corte máximo. A continuación se muestran los diagramas de fuerzas, esfuerzos cortantes y el de momentos flectores.

W = I K g

I Ri . 5 Kg

R2 = .k Kg

Figura 9 Análisis de fuerzas

W : Peso de la caja grafioadora Rl, R2 : Reacciones en los apoyos

Sistema de üxbujo h e a l

El esfuerzo de flexión en una viga está dada

V

por:

O5Kg

X

-0.5 Kg

Figura 10 Diagrama de esfuerzos cortantes

M

Figura 11 Diagrama de momentos flectores

M : Momento flector v : Distancia del eje neutro a la sección donde se calcula el esfuerzo I : Momento de inercia del área de la sección transversal

“Esia ecuaciún da el valor de la tension porflexion a cualquier distancia del eje neutro. La tensión máxima se produce en el punto de la sección transversal en que el valor de v es

’Proyecto de Elemenios deMdipumas, M.F. Spotts. Ed. Reverlé. paz. 24

máximo. Este valor mbximo de I> se denomina usualmente c, con lo que la ecuación para la mkinia tensión producida porJexión se transforma en" '

S = M c / I = 12 . j (Kg-cm)r(cm) / ( I /4 ) z r4cm4 =50/rrr'Kg/cn12= I j ,92 / / - :Kg/~ , ,?~

R : radio del eje

Para un acero grado maquinaria (&SI 1045, estirado en frío) el esfuerzo de fluencia es

S, = 4,200 Kg / cm2

Aplicando la teoría de la rotura por corte máximo:

S,,,, = .5 S, /FS

FS : Factor de seguridad S, mas : Esfuerzo cortante máximo

Considerando nuestra falta de experiencia en diseños de esta naturaleza, utilizamos un factor de seguridad muy conservador: FS = 10

De un análisis del círculo de Mhor se obtiene' :

S,,,, = S I 2 = ( 1 / 2 ) ( 15.92 / r3 )

Aplicando la teoría de la rotura por corte máximo:

( 1/ 2 ) ( i5 .92 / r3) ( k g / cm2) = .5 S, /FS = .5 (4,200) / I O ( Kg/cm2 )

Despejando r se obtrene el siguiente valor:

r' = ,0379

r = ,336 cm = 3.36 mm

Es decir, el diámetro de la flecha deberá ser de 6.72 mm, como el rodamiento lineal más api-oximado es de 4 8 mm, la flecha utilizada resultó ser de dicha medida.

Ciilculo de la velocidad angular (o) requerida al motor par r obtener la velocidad lineal de trabajo (v).

Se estableció que tanto la caja graficadora como la hoja de papei fueran capaces de desplazarse a 10 cdseg , por lo cual, para:

Motor 1 (el que a través de los rodillos de arrastre provoca el movimiento en la dirección del eje “Y de la hoja)

Figura 12 Mecanismo de transmisión de movimiento en la dirección “Y”

v = o r

v : velocidad lineal de la hoja o : velocidad angular del rodillo r : radio del rodillo

Sustituyendo los valores numéricos:

10 cm / seg = o ( 0.95 cm )

o = 10 ( cm / seg) / 0.95 cm = 10.53 rad /seg = 100.6 rev / min

despejando o se obtiene

Motor 2 (el que a través de la banda provoca el movimiento en la dirección del eje “Y de la caja graficadora)

Figura 13

Motor 2

8.5 mm

Mecanismo de transmisión de movimiento en la dirección “X”

w

Mecanismo de transmisión de movimiento en la dirección “X”

v = o r, sustituyendo los valores numéricos:

10 ( cm / seg ) = w ( 0.425 cm) , despejando w :

o = 10 ( cm / seg ) / O 425 cm = 23.53 rad / seg = 224.69 rev / min

Con el propósito de tener un mejor control en el posicionamiento de la pluma, fue necesario adaptar a los motores una reducción de 60 5 1, ya que el encoder es de 500 ranuras, con esta adaptación se obtienen 30,250 pulsos ( 60 5 x 500 ) por cada vuelta del eje de salida ( para mayor detalle de los servomotores utilizados, véase el punto 3 2 2 1 )

Para finalizar la parte correspondiente a cálculos, reportamos a continuación los valores de k que por experimentación fueron encontrados para 10s resortes usados en el prototipo

Resorte para mecanismo del pisapapel, k = ,463 Kg / cm

Resorte instalado en la caja graficadora; k= 514 Kg / cm

Resorte de la polea tensora de banda, k = 613 Kg / cm

7’. GaiersciUn 23 Equipo No. 6

Sistema de Dibuio Litieal

2.3 Descripción de los procesos de fabricación de los elementos mecánicos

1.- MATERIALES. -La mayoria de los elementos mecánicos fueron fabricados en aluminio, esto debido a que se requería obtener un prototipo lo más ligero posible. Otros materiales usados son: acero, bronce y nylamid.

2.- MAQUINAS-HERRAMIENTA.- La totalidad de las piezas de este prototipo fueron fabricadas en máquinas-herramienta convencionales (Tomo y fresadora vertical).

3.- SEGURIDAD.- La seguridad fue uno los puntos más importantes que se tuvieron presentes, por lo cual, al realizar los maquinados se utilizaron lentes de seguridad, se mantuvo limpia el área de trabajo y se evitó el distraerse.

A continuación se describen los procesos de fabricación de algunos elementos mecánicos:

NOMBRE DE LA PIEZA: Base principal.

OPERACI~N:

Fresado del perímetro de la placa de aluminio de 7mm de espesor hasta lograr las dimensiones de 450x320 mm.

Barrenado de 8 agujeros de 4mm de diámetro.

DESCRiPCION DE LA

Barrenado de 8 agujeros de 8mm de diámetro a una profundidad de 4mm en la parte posterior de la base.

MATERIAL: Aluminio.

MAQWNAS Y HERRAMIENTAS A UTILIZAR

Fresadora vertical. Cortador de 4 filos de 1 Omm de diámetro.

Fresadora vertical. Broca de centros. Broca de 4mm.

Fresadora vertical. Cortador de 4 filos de 8mm de diámetro.

REFERENCIA: Dibujo No.1

PARAMETROS DE LA OPERACI~N:

Velocidad del husillo 660 rpm. Avance: 100 mdmin . Utilizar refrigerante.

Velocidad del husillo: 660 rpm. Utilizar refrigerante.


7'. Gaiaacion 24 Equipo No. 6

Sistema deDibuioLina1 .

NOMBRE DE LA PIEZA Soporte de ejes de portapluma

- DESCRPCION DE LA OPERACI~N

I Fresado de la periferia de la

NOMBRE DE LA PIEZA: Soporte de hoja de papel.

MATERIAL Aluminio

MAQUTNAS Y HERRAMIENTAS A üTlL7ZAR

Fresadora vertical

DESCIUPCION DE LA OPERACI~N:

Fresado del perímetro de La placa de aluminio, hasta lograr las dimensiones de 225X295mm.

Fresado de la superficie de deslizamiento de la hoja de papel tal como lo muestra el dibujo de referencia.

Fabricación de las ranuras guías de hoja de papel .

Barrenado de 12 agujeros de 3.5mm de diámetro.

Fabricación de ranuras de 17 X 37 mm. Y ranuras de 3mm.

MATERIAL: Aluminio.

Cortador de 4 filos de lOmm de placa de aluminio, hasta lograr las dimensiones de 80x250. diámetro,

I I

MAQüINAS Y HERRAMTENTAS A UTILIZAR:

Fresadora vertical. Cortador de 4 filos de lOmm de diámetro.

Fresadora vertical. Cortador de 4 filos de 20mm de diámetro.

Fresadora vertical. Cortador de superficies planas fe 60”.

Fresadora vertical. Broca de centros. Broca de 3Smm(9/64”)

Fresadora vertical. Cortador de 6mm. Cortador de 3mm.

REFERENCIA: Dibujo No. 4 --i PARAMETROS DE LA OPERAC16N: i Velocidad del husillo: 660 rpm Utilizar refrigerante.

Velocidad del husillo: 985 rpm. Avance : 250mdmin. Utilizar refrigerante.

Velocidad del husillo: 440 rpm. Realizarlo en forma manual. Utilizar refrigerante.

Velocidad del husillo: 440 rpm.

Velocidad del husillo: 660 rpm. Realizarlo en forma manual. Utilizar refrigerante.

REFEXENCIA: Dibujo No. 2 P PARAMETROS DE LA

Velocidad del husillo: 660 rpm. ! Avance : 100 mm/min

OPERACI~N.

7.. oenaucioii 2s Equipo Nu. 6

Sistema de Dihuio Lineal

Velocidad del husillo: 660 rpm. Realizarlo manualmente. Girar la prensa a un ángulo de 45". Velocidad del husillo: 660 rpm. Utilizar refrigerante.


Realizarlo de forma manual y cuidar mantener vertical el machuelo.

1 Omm.

Maquinado de las ranuras de 7X 15mm.

Barrenado de 3 agujeros de 3.2mm de diámetro por 12mm de profundidad.

Machuelado de 4mm X .7 Maneral, tomillo de banco y machuelo de 4mm.

NOMBRE DE LA PIEZA: Cople .

DESCRTPCION DE LA OPERACI~N:

Refrentado y desbaste del material redondo de 12.7mm de diámetro, hasta lograr las dimensiones de 12mm diámetro por 18mm de longitud.

Barrenado del cilindro con broca de centro.

Barrenado del cilindro a un diámetro de 4.76mm con una profundidad de 20mm.

Barrenado del cilindro a un diámetro de 8mm de diámetro con una profundidad de IOmm.

MATERIAL: Nylamid

MAQUINAS Y HERRAMIENTAS A UTTILIZAR:

Tomo convencional.

Herramienta de carburo de tungsteno.

Tomo convencional. Broca de centros. Broquero para tomo.

Tomo convencional. Broquero para tomo. Broca de 4,76mm.(3/16).

Torno convencional. Broquero para tomo Broca de 8mm.

ZEFERENCIA: S R e f

'ARAMETROS DE LA IPERACI~N :

Velocidad : 900rpm.

kvance :.08dmin.

Velocidad : 300rpm.

Velocidad : 700rpm. Utilizar refrigerante.

Velocidad: 700rpm. Utilizar refrigerante.

T. Genasci6n 26 Equipo No. 6

Corte del cilindro barrenado.

Refrentado de la parte que se cortó

Barrenado de dos agujeros de 2.3mm.

Machuelado de M3X0.5

Verificar que los tornillos opresores entren correctamente.

qOMBRE DE LA PIEZA Caja MATERIAL. Aluminio yaficadora

IESCRIPCION DE LA IPERACIÓN UTILIZAR

MAQUINAS Y HERRAMIENTAS A

Arco y segueta.

REFERENCIA Dibujo No ENS 2

PARAMETROS DE LA OPERACi6N

Tomo convencional. Herramienta de carburo de tunsgteno.

Fresadora vertical. Broca de 2.3mm(3/32)

Machuelo de 3mm. Manera1 para machuelo.

7abricación de los barrenos londe se aioian los rodamientos

Tornillo opresor de M3X5mm. Llave allen.

Velocidad : 300 y 700 rpm Utilizar refrigerante. Tomo convencional.

Chuck de 4 mordazas.

manual.

Velocidad: 900rpm. Utilizar refrigerante

Velocidad del husillo : 985rpm Usar refrigerante.

Realizar la operación de forma nanuai. 4plicar grasa para lubricar.

kalizar la operación en forma nanuai.

jresado de la periferia de todas .as placas que conforman la :aja graficadora,hasta lograr las iimensiones requeridas POI :ada una de ellas.

Fresadora vertical Cortadores de 4 tilos de 10 y 20mm de diámetro.

Velocidad del husillo :660rpm irtilizar refrigerante.

desplazamiento lineal. Haerramienta de carburo de tunsgteno. Broca de centros. Brocas de 3.17mm, 6.4mm, 12.7mm.

7'. OenEraci6n 27 EquipoNo 6

Barrenado de 2.3 y 3.17mm en las placas para poder machuelar a 3mm y 4mm.

Machuelado de barrenos de 3 y

4mm.

Fresadora vertical. Brocas de 2.3 y 3.17mm. Broquero.

Macuelos de 3M y 4M. Manera1 para macuelo.

Velocidad del husillo : 660 rpm. Utilizar refrigerante.

Ensamble de tomillos y armado y de la caja graficadora.

colocación de rodamientos de desplazamiento lineal.

Realizar la operación manualmente. Aplicar grasa lubricante

M4 y M3 de diferentes longitudes. Llaves allen. Pinzas para colocar seguros

La operación se realizará de forma manual.

Algunas de las piezas fueron adquiridas, por lo cuál no se describe su proceso de fabricación, otras fueron fabricadas con un procedimiento similar a los anteriores.

Siaeiiia de Dibuio I.iiial

CAPITULO 3

DESCRIPCI~N DEL SISTEMA DE CONTROL

3.1 Diagrama a bloques del sistema de control

1 7

Convertidor de digital

Ajuste de nivel de.voltaje

voltaje

Modulador de ancho de pulso

Puente H

Convertidor de digital r a analógico

Ajuste de nivel de voltaje

Sumador de voltaje

I l*l

Encoder del servomotor

P. Gniaaaón 29 Equipo No G

Siaema de Oibuio Lineal

3.2 Descripción de los eiementos del sistema

3.2.1 Elementos de entrada

Los elementos de entrada son los datos ( coordenadas X,Y) que se obtienen al hacer un trazo en el editor y que posteriormente se utilizan para realizar el calculo de la dirección y velocidad de cada uno de los motores,

Otro elemento de entrada es también los datos que nos envía el encoder de cada motor, estos pulsos son introducidos a un contador el cual nos proporciona a traves de la ejecución de una interrupción la posición en la que se encuentra la pluma. Es necesario mencionar que el contador también se utiliza como elemento de salida pero se aborda más adelante.

Los otros eiementos de entrada son el sensor de hoja, sensor de margen izquierdo, sensor de margen derecho y los sensores de seguridad.

3.2.1.1 Coordenadas

En el editor SDL se hace un reservado de memoria RAM para guardar los puntos inicial y final de un trazo. En el proceso de seleccionar en el editor una línea o un rectángulo, seguido de un trazo; primero se guarda un identificador y en seguida cuatro datos (Xinicial, Yinicial,Xfinal, Yfinal ). Estos datos se guardan en un archivo en disco flexible o duro. Es importante mencionar que si los trazos realizados no se guardan en un archivo antes de salir del editor, estos datos se perderán.

Las coordenadas, las cuales sirven para calcular la pendiente del trazo, dirección y velocidad de cada motor son entonces obtenidas de un archivo de disco flexible o duro

3.2.1.2 Sensores

Los dispositivos utilizados para sensar la presencia de hoja, el margen izquierdo y margen derecho son opto - interruptores ITR8102 del manual de STEREN. Estos opto-interruptores están formados por dos partes, una que es la parte emisora la cual esta compuesta por un diodo emisor de luz ( LED ) y la parte receptora compuesta por un fototransistor .

En la parte emisora se conecta una resistencia R1 en serie con el LED para limitar la corriente que fluye a través de él, También en el colector del fototransistor se conecta una resistencia R2 para limitar la corriente que fluye en esa rama y para presentar en ella una caída de voltaje que se aprovecha para detectar un cambio en el estado del dispositivo, que es lo que permite obtener información.

P. Gamacibn 30 Equipo No. 6

Estos Sensores Ópticos tienen una conexión directa con la pafie alta del puerto C del PPI I1 8255, de tal forma que cualquier cambio que se presente en el estado de los sensores inmediatamente son detectados por la computadora

Otros dos sensores que se utilizan son micro-interruptores con lámina Y roda.ia SS0505A del manual de STEREN , los cuales son utilizados para seguridad, es decir, cuando el porta pluma se ha salido completamente del margen de trabajo.

Estos micro-inteiruptores tienen tres terminales, una que es común, otra que es normalmente cerrada y otra que es normalmente abierta , en este proyecto se utiliza la terminal común y la normalmente abierta Estos interruptores se les conecta una resistencia R3 para que ai cerrarse aparte de no ocasionar un corto circuito, presentar una caída de voltaje por medio del cual se pueda detectar un cambio de estado en el dispositivo A diferencia de los sensores anteriores, estos sensores se les conecta a través de una resistencia R4 en serie a la compuerta de un SCR, de tal forma que cuando este sea disparado permanezca conduciendo, esto se logra porque el ánodo del SCR esta conectado a un nivel de voltaje de cd En el catodo se le conecta en serie un LED el cual nos indicará que el portapluma se ha salido del margen de trabajo, además de una resistencia y un interruptor normalmente cerrado, en la resistencia se presenta una caida de voltaje y esta es aprovechada para enviar un uno lógico al pin 4 del LMD18200T provocando el frenado del motor no importando el sentido de giro; mientras que el intemptor sirve para que el SCR deje de conducir

El circuito se presenta a continuación

i -

3.2.1.3 Encoder

Otra señal de entrada es la que viene del encoder óptico, esta señal es recibida en un contador que esta formado por circuitos contadores 74191 conectados en cascada de tal foima que se obtengan 20 bits de conteo. El encoder es de Hewlett Packard modelo heds-9100 / heds-9140.

La señal que envía el encoder es cuadrada a una frecuencia de 64 KHz a velocidad máxima del motor. El encoder contiene dos canales Ópticos de salida, pero para este proyecto se utiliza uno el cual es el pin 3.

Los pines del encoder son las siguientes:

Pin 1 GND Pin2 N.C. Pin 3 CANALA Pin4 VCC Pin5 CANALB

Para mayores referencias se anexan al final copias de características.

3.2.2 Elementos de salida

Los elementos de salida que son prácticamente los actuadores del sistema mecatrónico consisten en dos servomotores y un solenoide, por medio del cual se logra el trazo.

3.2.2.1 Servomotores

El elemento de salida más importante son dos servomotores de corriente directa de marca PITTMAN con sistema de reducción 60.5 : 1 con encoder óptico, modelo #GM8712G25O-R2 del manual de SERVO SYSTEM . El encoder cuenta con un disco de 500 ranuras.

Es importante mencionar que el motor originalmente venia con un sistema de reducción de 6.3 : 1 pero por requerir un mayor control respecto a la posición de la pluma se opto por buscar otro sistema de reducción , el cual se encontró en otro motor de marca PITTMAN cuyo sistema tenía las medidas y características necesarias. Con la reducción 60.5 :1 se obtienen 30 250 cuentas por revolución, es decir ; cuando el eje final del mecanismo de engranes gira una vuelta el encoder produce 30 250 pulsos. Estos pulsos son leídos por el contador que le corresponda de la tarjeta de contadores, el cual es encargado de llevar la cuenta de estos pulsos y con esto se logra un mejor control de posición de pluma.

r. oeiimn6ii 32 Equipo NO. 6

3.2.2.2 Solenoide

Otra salida es un solenoide el cual su función es bajar la pluma cuando se requiera. El control de la activación del solenoide es directamente desde la computadora, es decir del programa.

Cuando la computadora envía un uno lógico en su salida que es en la parte baja del puerto C del PPI 8255 en el bit que le corresponde al solenoide , este nivel de 5 volts llega a un circuito optoacoplador npn PC817 , que está formado en su parte emisora por un LED y en su parte receptora por un fototransistor, este optoacoplador funciona como un interruptor, cuando el LED emite el transistor que está en la parte receptora conduce, permitiendo el flujo de comente en el circuito receptor que activa a un transistor TIP 100 que es un transistor npn Darlintong, el cual tiene las caractensticas necesarias para permitir el flujo de comente que requiere el solenoide para su activación y a su vez bajará la pluma para pintar sobre la hoja.

El circuito es el siguiente

I

3.2.3 Coiitrolador El controlador esta integrado por computadora, interfase, contadores y driver

los cuales se describen a continuación

3.2.3.1 Computadora

El control se lleva por medio de una computadora personal en la que se almacena un programa en lenguaje C que se encarga de obtener datos almacenados al elaborar una figura geométrica en el editor También el programa obtiene datos del sistema leyéndolos a través de los puertos del PPI , procesándolas y enviandolas a traves de otro PPI para controlar a los servomotores.

Para esto se requiere únicamente una computadora compatible con IBM y que las direcciones 0X300~~----0x307H estén libres.

r. Generaci6n 33 Equip? No. 6

SiUenia de Dibujo Liiiesl

O O O O

3.2.3.2 Interfase

O O

El circuito de interfase está integrado por dos circuitos integrados 8255 que es un PPI interfase periférica programable, el cual es muy popular y de bajo costo.

El PPI tiene 24 terminales para Entrada / Salida programables que se utilizan en tres modos diferentes de funcionamiento, pero en este proyecto se utiliza en el modo O

El PPI consta de 3 puertos A,B,C, los cuales pueden ser utilizados como entrada ó salida, esto depende de la palabra de control que se le aplique.

El 8255 se activa poniendo en un nivel bajo al pin CS que es chip select ( selección del circuito ó activación del integrado ) . La selección del puerto se lleva acabo por Al y AO, a continuación se muestra la tabla que selecciona al puerto

Selección del puerto

1

I

01 1 1 1 1 Palabra de Control

O

Palabra de Control 1 1 D6 I DS I D4 I D3 I D2 I DI I DO I I

r. &iera+ón 34 EquipoNo 6

Eqiiipo No. 6 7'. Generación 33

Siama de Dibuio Lineal

3.2.3.4 Driver

La tarjeta que contiene al driver está formada por seis etapas.

I . - Convertidor de digital a analógico. 2. - Ajuste de voltaje de salida del convertidor. 3. - Sumador de voltaje. 4. - Modulador de ancho de pulso. 5. -Puente H.

de la función que realiza cada una de ellas. En seguida se describe cada una de las etapas para una mayor entendimiento

1.- Convertidor de digital a analógico d e 8 bits

Los procesos del mundo real producen señales anaiógicas que varían constantemente y que no es fácil de almacenar, manipular , comparar, calcular o recuperar información con exactitud, mientras las computadoras utilizan patrones binarios para representar números, letras o símbolos, pero esta; pueden realizar estas tareas rápidamente y hacerlo con precisión. Estas características hacen de la computadora un tipo de control óptimo en el control de procesos y como consecuencia son necesarios los convertidores para interrelacionar el mundo analógico con el digital y este a su vez con el hombre en los procesos fisicos.

El convertidor de 8 bits que se utiliza es el circuito integrado DAC0808LCN, el cual maneja una comente de referencia de 4pA a 4mA, siendo un valor típico 2mA. El circuito que se construye es para obtener un voltaje de salida unipolar de 5 volts cuando se le aplica a su entrada el dato decimal 255 ( 111 I 1 1 I l B ) .

La corriente de salida IsAL ( pin 4 ) del DAC se convierte en una salida de voltaje Vo por el amplificador operacional y la resistencia RF externos. Es necesario mencionar que el amplificador operacional a que hace referencia el proceso anterior se encuentra ubicado en un circuito integrado TL084N, el cual contiene cuatro amplificadores operacionales en su interior. A cada pin de entrada de dato digital del DAC0808 se le conecta una resistencia hacia tierra para evitar que floten y que los motores no trabajen como se espera.

Cquipo No. 6 7'. Gtnaaiii)!i 36

El circuito se muestra a continuación

2.- Ajuste de voltaje de salida del convertidor

El proceso de ajuste de nivel de voltaje de cd de la salida del DAC es necesario pues este nivel de cd es el que se comparará con una señal de rampa más adelante para generar la modulación de ancho de pulso.

La señal de rampa se genera en un circuito integrado LM3524A el cual se describirá más adelante, pero se menciona en este momento pues la señal de rampa que genera está desplazada aproximadamente 0.88 volts de nivel positivo y su amplitud máxima es de aproximadamente 3 .15 volts , por lo tanto la amplitud total de la rampa es de 2.27 volts, nivel al cual debe de ajustarse el voltaje de salida del convertidor, para esto se utiliza un op-amp con ganancia ( RFI / RII ) menor a la unidad y por lo tanto es inversor, lo que lleva al uso de otro op-amp como inversor de ganancia ( RF2 / R12 ) unitaria para obtener nuevamente el voltaje positivo pero con el nivel deseado. A continuación se muestra el diagrama

Equipo No. 6 7'. Griisación 37

3.- Sumador de voltaje

En esta etapa se requiere de un sumador de voltaje porque es donde se integra la retroalimentación . En el sumador es donde se suma el nivel de cd obtenido como resultado del dato enviado por la computadora y el nivel de cd que se obtiene de la retroalimentación , que es proporcional a la corriente que circula por el motor y que normalmente se encuentra en el orden de milivolts. Es decir, cuando el motor requiera de más comente por la carga o atascamiento entonces el nivel de voltaje de la retroalimentación incrementará provocando que el nivel de voltaje de salida del sumador se incremente.

También se suma un nivel de cd que permanece constante, esto se hace por medio de una resistencia variable multivuelta tnmpot de 100 kC2 de 0.5W para lograr mayor precisión refiriéndose al nivel de voltaje. Es esta resistencia variable la que suministrará el nivel de aproximadamente 0.88 volts que compensará el nivel de que la rampa está desplazada.

En este circuito no se requieren de cálculos pues todas las resistencias son iguales a excepción de la resistencia RF la cual se calcula en función del número de entradas.

R F = R ( n - l )

Donde n es el número de entradas

Estos operacionales que se utilizan se encuentran en un solo integrado que es el TLO84N. El circuito se muestra a continuación

4.- Modulador de ancho de pulso (PWM)

En esta parte se utiliza un circuito integrado LM3524 que es un circuito capaz de generar un ancho de pulso en función de un nivel de voltaje de cd en diferentes entradas que tiene, las cuales tienen diferentes aplicaciones. Este circuito contiene internamente diferentes dispositivos entre ellos un comparador en el cual compara el nivel de cd aplicada a su entrada con una señal rampa que genera internamente.

La señal generada después de la comparación son pulsos que varian su ancho en función del nivel de cd en la entrada. Estos pulsos son los que se conectan a un pin del puente H ( LMD18200T ) y que incrementa el torque del motor.

Para esta aplicación se utiliza como entrada el pin 9 , en donde se le aplica el voltaje que sale del circuito sumador y la salida de los pulsos modulados se obtienen en los pines 11 y 14 .

A continuación se muestra el diagrama

5.- Puente H

Esta etapa esta formada por un solo circuito integrado que es el LMD18200T mas conocido como puente H, el cual es controlado por niveles lógicos como los son la dirección, el freno y señal modulada, pines 3,4 y 5 respectivamente

Este circuito permite controlar el sentido de giro del motor por medio del pin 3, el torque que esta en función del ancho de pulso que le llega en el pin 5 y que viene del circuito LM3524; además de contar con una terminal que permite sensar la comente que fluye a través del motor en el pin 8, la cual se le conecta una resistencia voltaje que es directamente en la cual se presenta una caída de

T. Garraci6n 39 Equipo No. 6

Sistema de Dlbuio Lineal

proporcional a la corriente que fluye en el motor que normalmente esta en el orden de milivolts, pero que cuando el motor demanda más corriente la caída de voltaje es mayor Este voltaje esta conectado al circuito sumador por lo tanto cuando en el motor demande más corriente, los pulsos que llegan al pin 5 serán más anchos proporcionándole así la energía que requiere. Finalmente el freno es activado por niveles lógicos.

La siguiente tabla muestra el comportamiento del puente H

PWM DIR FRENO SALIDAS

H H L H H L

DIBUJO DEL PUENTE H

ACTIVAS H L A1,B2 L L A2,Bl ~

X L AI,BI H H A1,Bl I L H A2,B2 ,

X H NINGUNA

+vcc

P PWM

DIR

FRENO

Siamia dc üihii'o Lineal

CIRCUITO DEL PUENTE H

3.3 Calculos, esquemas y tarjetas de circuito impreso (PCB)

CALCULOS DEL CONVERTlDOR

IREF = VREF RREF

S ivmF = 5 V y RREF = 2 . 2 K n

IREF = 5V12.2Kn = 2.272mA

7' GairrsciQn 41 Equipo So. 6

El valor de comente de ILSB (resolución) se calcula por medio de

Resolución = ( valor de lLSB ) = (VEF I RmF) x ( 1 12" )

Resolución = ( 2.272 mA ) x ( 1 I 28 ) = 8.875uA

La corriente de salida a plena escala Ips se calcula por

IW = ( Resolución ) x ( D ) = ( 8.875 uA )x ( 255 ) = 2.2631 mA

Donde D es el valor decimal de la palabra de entrada La corriente de salida 1 ~ ~ 1 . . ( pin 4 ) del DAC se convierte en una salida de voltaje Vo por el amplificador operacional y la resistencia RF externos.

Esta salida de voltaje presenta una resolución de

Resolución = (VREF I Rmr ) x ( Rr ) ( 1 1 2, )

Y Vo esta dado por

Vo = resolución x D = ISAL x RF

Para D = 255 : Vo = 5V , ISAL 2.263 1 mA

Por lo tanto RF = Vo I ISAL = 5V 12.2631 mA = 2.209KQ

CALCULOS DEL AJUSTE DE VOLTAJE DE LA SALIDA DEL CONVERTIDOR

A continuación se realizan los cálculos necesarios para obtener el resultado esperado.

Se sabe que la ecuación de voltaje de salida para un amp]ificador operacional inversor de ganancia RF / R, es

VOZ Vix(RF/Ri)

Ganancia = ( Vo / Vi ) = 2 27 / 5 = 0.454

Ganancia = (RF / RI)

si Ganancia=0.454 y R F = 1 0 K R

Despejando se obtiene el valor de RI

R i = ( R ~ ) / ( G a n a n c i a ) = ( i O K 0 ) / (0 .454) = 2 2 0 2 6 4 3 0

Con estos valores de resistencias y el op-amp se obtiene el nivel de voltaje esperado pero de polaridad invertida, por lo tanto se requiere de un inversor de ganancia unitaria

Ganancia = (RF / Ri) = 1

Por lo tanto Ri; = Ri = 1 O K 0

Y ahora si se obtiene el nivel de cd deseado y con la polaridad que se requiere

CALCULOS DEL SUMADOR DE VOLTAJE

Sislniia dc Dibuio Lined

RF= R ( n - 1 )

Donde n es el número de entradas y R = 10 KSI

Y por lo tanto R F = 10KR ( 3- 1 ) = 1 O W ( 2 ) = 20KSI Estos operacionales que se utilizan se encuentran en un solo integrado que es

el TL084N.

CALCULOS PARA EL MODULADOR DE ANCHO DE PULSO

Para el circuito generador de ancho de pulso variable más conocido como modulador de ancho de pulso se utiliza un circuito integrado LM3524, para el cual existe un manual de aplicaciones por parte de su fabricante, el cual se anexa en el apéndice.

En el pin 9 se le conecta una resistencia de 330KSI en paralelo con un capacitor de 150 pF.

En el pin 6 y 7 se utiliza para generar una frecuencia que esta en función del valor de la resistencia y el capacitor que se coloque. En el pin 6 se coloca una resistencia de 2.2KR y en el pin 7 se coloca un capacitor de 18 nF, el pin 8 se conecta a tierra , el pin 15 se le conecta a la alimentación, en este caso12 volts, en los pines 12 y 13 que son transistores de colector abierto se le conecta el nivel de voltaje que se desee para la salida para el circuito se le conecta 5 volts y finalmente la señal de salida que se obtiene en los pines 11 y 14 que son los emisores de los transistores de salida, en estas se conecta una resistencia a tierra de 10 KR y una resistencia en serie de 330R.

Equipo No. 6 7’. tinieranon 44

CALCULOS PARA EL PUENTE H

Para el circuito integrado LMD18200T más conocido como puente H el fabricante proporciona un manual con circuitos previamente probados, en el cual unas de las aplicaciones es el control de un motor de cd . Los valores utilizados en el circuito son valores que se utilizan en el manual antes mencionado y que se muestran a continuación.

* Es importante mencionar que la resistencia de 2.7Kn es la resistencia que se utiliza para la retroalimentación, es decir que en ella se presenta una caída de voltaje proporcional a la comente que circula por el servomotor y que este voltaje se suma con el nivel de voltaje que viene del convertidor y que proporciona que el motor tienda a mantener un torque constante.

Para mayor referencia se anexa en el apéndice copias del manual.

Sinme deDibuio Lineal

CALCULOS DE LOS SENSORES

El sensor Óptico en su parte emisora se encuentra un LED el cual soporta una corriente de 50mA en sentido directo pero para limitar la corriente que fluye a través de él , se conecta en serie una resistencia Rc , la corriente que se propone es de 14mA por lo tanto

Rd = (V - Vd ) / I

R d = ( 5 V- 1 2 V ) / 14mA=211 42850

En la parte receptora se encuentra un fototransistor que soporta 30mA de comente A el colector se le conecta una resistencia DE COLECTOR de 2 2 k 0 para que al haber flujo de corriente de colector a emisor se presente una caída de voltaje en ésta, voltaje que se aprovecha para sensar el cambio de estado del dispositivo.

La resistencia también sirve para limitar la comente que fluye por el colector, la comente escogida es de 2 2mA, por lo tanto

Para el sensor de margen izquierdo y derecho se utiliza el mismo circuito porque los sensores ópticos son los mismos.

Sis?ettia de Dibuio Linen1

Para los sensores de seguridad ( micro-intemptores ) no se presenta ningún problema porque estos pueden soportar el flujo varios Amperes de comente a través de ellos, pero se coloca una resistencia de lOki2 para obtener una caída de voltaje que se utiliza para detectar el cambio de estado en el dispositivo, R2 es una resistencia que sirve para proteger a la compuerta del SCR respecto ai flujo de comente a través de ella

7.. üe”muii6ii 47 Equipo No. 6

I I 2 I I I I

Diagrama esquemático de la tarjeta de interfase

Equip" Nil. 6 7". Cinierncion 48

I I I I 1 I i

Diagrama esquemático de la tarjeta de driver del motor Y

Equipo No. 6 7'. (ieneraciun su

I I I I I

I I I I I

1

Sinm de Dihuio Lineal

I I I I I I I I

1

1 2 I I N

I 1 I I . I !

Diagrama esquemático de la tarjeta madre

Equipo No. 6 r. (isnmsiim 52

S‘siemn dcüibuio Liiieal

I I I I I I ~

I I

I i

I

> / I I

i

i j i I i i ~

i i

I I

1 I 1 I ,

Diagrama esquemático de la fuente de alimentación

53 7’. Cicnerncib,, Equipo No. 6

, Tarjeta del molar Y < lop layer i

Sisicnin ds Dibiiio Li i i a l

Tar jeta del motor X ( bottom laqer >

Equipo No. 6 7'. ünier.Ci0" s5

Tar je ta del k t o r Y < top lager )

Tar jeta de1 motor Y < bottom layer >

Equipo No. 6 r. (ieiieranan 57

Tar je ta del contador < top lager >

7'. üaiw"c,Ori 58 liquipo No. 6

Tarjeta del contador ( bottom lauer )

o

6

I E

7’. Gaianciói, 6U Equipo No. 6

7'. üniernno" 61 tquipo No 6

Sistcma de Dihuio Lineal

L

Fuente de alimentacion <top lager )

Siaeina dc Vibuio Linwl

I- / I m O

a

I O

P

O

Fuente de alimentacion (bottom layer I

1;qiiipo No. 6 7’. GenrrnciOn 63

CAPITULO 4

TNTEGRACTON DEL SISTEMA MECATRONICO

4.1 Programacióii

En este sistema se utilizó lenguaje de programación C ya que ofrece mejores ventajas en la programación de elementos reales utilizando entradas y salidas en los puertos de una computadora

4.1.1 Diagramas de flujo Inicio de Task1

I 1 en=Ox08

(PC)tdx+dy+sol+en+reset

px=px+pb

px=px+pc a en-0x00

(PC)tdx+dy+sol+en+reset Pa t (C1) pb 4-(C2)

pc t ( C 3 ) and OxOf

+

PY'PY+PC

Inicio de Task2 0

J

maxv=vmax minv=vmin

(Min)cminv

xi=px Yi=PY 9 (-q U

Siaenia de Dibuia Lineal

I wredondeo hacia arriba de m . n n w n . vnwredondeo hacia abajo de VI,

vmin=vnswMnewnlvnew

& "."-%,ni+

"l="lm vnewredondeo hacia arriba de v i

vmin-vnew

vmax=nne

vmax=(vmex'i .25)+12 vmin=vmin+l2 vmaxsvmaxil2

Equipo No. 6 T. ürn€ranen 66

inicio de dir()

c_i 1 1

I dx=l ,dy=2 dx=O,dy-O

4.1.2 Programa de control del sistema

/* Sistema de Dibujo Lineal CNAD ingenieria Mecatronica Programa que crea un editor para la realizacion de figuras para graficarlas en el Sistema de Dibujo Lineal

*I

#include<graphics. h> #include<stdio. h> #include<stdiib. h> #include<dos. h> #include<math. h> #include<conio. h> #include<io. h> #inciude<sdl.h> //libreria del usuario unsigned char fíg=O; extern int *num,*p,*pp; int rnain(void) i int niodo,control; unsigned a,aa,x,y,xl ,y1 ,x2,y2,r;

Sisimia de Dibuio Lineal

char AB;

//reserva memoria if((num = (int *) malloc(550)) = NULL) printf("No ha memoria suficiente para reservar\n");

exit(1); //termina si no hay memoria

harderr(hand1er);

1 p=nurn;pp=nurn; p=num;for(a= i ; a a o ; a + + ) *pp=OxOO;pp++; pp=p; control=DETECT;modo=O; initgraph(&control,&modo," 'I);

//presentation(); setviewport(0,0,63 9,479, I);cuadro(0,0,639,479, I);//pantaila total cuadro(50,30,630,450, I);botonl(60,40,620,440);//ventana de trabajo cuadro(5,30,55,320, I);//ventana de menu setcolor(L1GHTBLUE); outtextxy(23,59,"Fl ");outtextxy(23,89,"F2");outtextxy(23,119,"F3"); outtextxy(23,149,"F4");outtextxy(23,179,"F5");outtextxy(23,209,"F6"); outtextxy(23,239,"F7");outtextxy(20,300,"F10"); settextstyle(SMALL FONT,HORIZ - DJR,S);outtextxy( 16,16,"MEhW"); rectangle(0,0,63 9,479); settextstyle(TRiF'LEX-FONT,HORIZ DIR,2);rectangle(0,0,639,479); outtextxy(200,7,"Sistema de Dibujo Lineal"); setcolor(BLACK);outtextxy(202,9,"Sisterna de Dibujo Lineal");

settextstyle( SMALL-FONT,HORIZ - DR,4);outtextxy( 18,285,"Salir");outtextxy( 1 O ,325," X Y"); settextstyle(SMALL FONT,HORIZ_DJR,5);outtextxy( 15,15,"MENu"); boton( 15,40,45,7O);iine(22,55,38,45); //bot@ linea boton( 15,70,45,1 00);rectangle(22,75,38,8S);//bot$n rect ngulo boton(l5,100,45,13O);circle(30,110,7);llbot$n circulo boton( 15,130,45,160);Iine(22, I45,30,133);line(30,133,38,145); Iine(22,145,38,145);//boton tnangulo boton(15,160,45,190);setcolor(RED);bar3d(l8,170,32,176,7,I);//bot$n de borrar boton( 15,190,45,220);rectangIe(20,195,40,2 17); rectangle(25,195,35,205);rectangle(30,197,33,203);//bot$n de disco

boton( 15,220,45,250);setfilIstyle( 1,WHiTE);bar3d(l8,230,32,236,5,3);1ine(20,228, 34,228);putpixe1(30,232,LIGHTRED);putpixel(28,232,LIGHTRED);//bot$n de Graficar boton(l5,250,45,280);//bot$n de boton(15,280,45,3 IO);//bot$n de salir setviewport(65,45,6 15,435, I);setfillstyle( 1 ,BLACK);

T. Oencsrcion 68 Equipo Ivu. 6

Siaemn dc Dibiiio Lineal

rectangle(0,0,549,389);floodfill( 5,5,BLACK); - . - setfillstyle( 1 ,color); setviewport(50,447,630,472,l);boton(0,0,579,24);//ventana de mensajes y datos mver();-//muestra el puntero del rat@ settextstyle( S M A L L _ F O N T , H O ~ - D R 4 ) ; do //ciclo para seleccionar las diferentes figuras

for(;;) seguu: mxyposo; if(B=59 11 (reg.x.bx-1 && ((reg.x.dx>=41 && reg.x.dx<=69) &&

//rutina de linea seleccionada por F1 (reg.x.cx>=l6 && reg.x.cx<=44))))

setviewport(0,0,639,479,l);mocultar();boton 1 ( 15,40,45,70);mver();

delay(300);for(;;) mpunto();mxypos();if(reg.x.bx== 1 )break; x=reg.x.cx. 62;y=reg.x.dx-45;

delay(300);for(;;)( mpunto();mxypos();ifreg.x. bx=l)break;xl =reg.x.cx. 62;y 1 =reg.x.dx-45;

*p=Ox3FFF;p++;*p=x;p++;*p=y;p++;*p=x 1 ;p++;*p=y 1 ;p++; setviewport(65,45,6 1 5,43 S,l);mocultar(); setcolor(col);line(x,y,xl ,yl); setviewport(0,0,639,479,l);boton( 15,40,45,70);mver();B=O;fig++;

else if(B==óO 11 (reg.x.bx==l && ((reg.x.dx>=71 && reg.x.dx<=99) &&

(//rutina de cuadrado seleccionada por F2

1 (reg. x . cx>= 1 6 && reg. x. cx<=44))))

setviewport(0,0,639,479,l);mocultar();botonl(l5,70,45,1 OO);mver();

delay(300);for(;;) mpunto();mxypos();ifreg.x.bx-l)break;x=reg.x.cx-

delay(3OO);for(;;)~mpunto();mxypos();i~reg.x.bx=l)break;) x 1 =reg.x.cx-

62;y=reg.x.dx-45;

62;yl =reg.x.dx-45; *p=Ox3FFE;p++;*p=x;p++;*p=y;p++;'p=xl ;p++;+p=y 1 ;p++;

setv~ewport(65,45,615,435,l);setcolor(col);mocultar();rectangle(x,y,xl ,y I ); setviewport(0,0,639,479,1);boton( 15,70,45,1 OO);mver();B=O;fig++;

else if(B-61 11 (reg.x.bx==l && ((reg.x.dx>=lOl && reg.x.dx<=129) &&

//rutina del circulo seleccionada por F3

1 (reg.x.cx>=16 && reg.x.cx<=44))))

Sisieiiin de Dibuio Liiiml

setviewport(0,0,639,479, i);mocultar();boton 1 (1 5,100,45,130);mver0;

delay(300);for(;;) mpunto();mxypos();ifreg.x.bx==l)break; x=reg.x.cx-

delay(300);for(;;) mpunto();mxypos();if(reg.x.bx=l )break; xl=reg.x.cx-

62;y=reg.x.dx-45;

62;y l=reg.x.dx-45; *p=Ox3FFD;p++;*p=x;p++;*p=y;p++;*p=x 1 ;p++;*p=yI ;p+’;

setviewport(65,45,6 15,435, I);setcolor(col);mocuItar();circle(x,y,abs(x 1 -x)); setviewport(0,0,639,479,l);boton( 15,100,45,13O);mver();B=O;fig++;

else if(B=62 11 (reg.x.bx-1 && ((reg.x.dx>=131 && reg.x.dx<=l59) &&

(//rutina del triangulo seleccionada por F4

setv~ewport(0,0,639,479,l);mocultar();botonl( 15,130,45,160);mver();

delay(300);for(;;) mpunto();mxypos();ifreg.x. bx==l)break; x=reg.x.cx-

1 (reg.x.cx>=l6 && reg.x.cx<=44))))

62;y=reg.x.dx-45;

deIay(300);for(;;) mpunto();mxypos();ifreg. x. bx= ])break;) x 1 =reg. x. cx- 62;yI=reg.x.dx-45;

setviewport(O5,45,6 1 5,435, I);setcolor(col);mocultar();lirie(x,y,x~ ,y~);inver()

delay(300);for(;;) mpunto();mxypos();ifreg.x.bx-l)break;x2=reg.x.cx- 62;y2=reg.x.dx-45;

setviewport(65,45,6 1 5,43 5,1 );setcolor(col);mocuItar();line(x 1 ,y 1 ,x2,y2);Iine (x,Y,x2,Y2);

*p=Ox3FFC;p++;*p=x;p++;*p=y;p++;*p=x I ;p++;*p=y I ;p++;*p=x2;p+t;*p

setviewport(0,0,639,479, I);boton( 1 5,130,45,160);m~er();B=O;fig++;

else if(B=63 / I (reg.x.bx-i && ((reg.x.dx>=l6l && reg.x.dx<=l89) &&

//rutina de borrar seleccionada por F5

=y2;p++;

1 (reg.x.cx>=l6 && reg.x.cx<=44))))

setviewport(0,0,639,479, I);mocultar();botonl(l5,160,45,190);mver();//pantalla total

Si5eenia de Dibuio Lineal

boton 1 (60,40,620,440);//ventana de trabajo

setviewport(65,45,615,435,l);clearviewport0;setviewport(65,45,615,43 5, I);setfillst yle( 1 ,color);setcolor@LACK);rectangle(0,0,549,389);floodfil1( I , 1 ,BLACK);

setviewport(0,0,639,479, I); mocultar();boton( 1 5,160,45,190);mver0; p=num; for(a=i ;a<250;a++) *pp=oxoo;pp++; PP=P; fig=O;B=O; 1 else if(B=64 11 (reg.x.bx==l && ((reg.x.dx>=191 && reg.x.dx<=219) &&

///nitina de seleccionada por F6 para opciones de disco (reg.x.cx>=ló && reg.x.cx<=44))))

setviewport(0,0,639,479,l);mocultar();botoni ( I 5, I90,45,220);niver();//pantalla total setviewport(50,447,630,472,l);boton(O,O,579,24); outtextxy(5,7,"GRABAR ARCHIVO (E), LEER ARCHIVO (L) ");

outtextxy(347,7,"G~AR");oubextxy(433,7,"LEER");outtextxy(500,7,"CANCEL AR");

boton(330,2,400,22);boton(4 1 O,2,480,22);boton(490,2,560,22);

//espera la selecci$n de la opcion de disco for(;;)

mxyposo; if(kbhit())aa=getch(); else if(aa=='l'll aa=='L' 11 (reg.x.bx-1 && (reg.x.dx>=449 &&

reg.x.dx<=469) && (reg.x.cx>=460 && reg.x.cx<=530)))

Iectura(p);mocultar();setviewport(50,447,630,472, I);clearviewport();setview port(50,447,630,472,1);

floodfi11(5,5,color);boton(0,0,579,24);mver(); aa=O;break; else if(aa=='e'll aa=='E' 1 1 (reg.x.bx-1 && (reg.x.dx>=449 &&

reg.x.dx<=469) && (reg.x.cx>=380 && reg.x.cx<=450)))

escritura(pp);pp=num;mocultar();clean>~ewport();setviewport(50,447,630,47 2,1);

floodfill( 5,5,color);boton(0,0,579,24);mver();aa=0;break; I

7". <jeneracion 71 Cqiiipo No. 6

Sinema de Dibuia Lineal

else if(aa=27 11 (reg.x.b-1 && (reg.x.dx>=449 && reg.x.dx<=469) && (reg.x.cx>=54O && reg.x.cx<=610)))

mocu1tar();c1earviewport();set~ie~p0rt(50,447,630,472,1); fl00dfill(5,5,color);boton(O,O,579,24);mve~~~;~~=~;~~~~~~ 1

1 setviewport(0,0,639,479, I); mocultar();boton( 15,190,45,220);mver(); B=O;

else if(B==65 ( 1 (reg.x.bx=l.&& ((reg.x.dx>=221 && reg.x.dx<=249) && (reg.x.cx>=16 && reg.x.cx<=44)))) //rutina de seleccionada por F7 utilizada para graficar setviewport(0,0,639,479,l);mocultar();

setviewport(0,0,639,479,1 );delay( 100); mocultar();boton( I 5,220,45,250);mver();B=O; 1 else if(B-66 11 (reg.x.bx==l && ((reg.x.dx>=251 && reg.x.dx<=279) && (reg.x.cx>=l6 && reg.x.cx<=44)))) //rutina de seleccionada por F8 1 else if(B==68 11 (reg.x.bx-1 && ((reg.x.dx>=281 && reg.x.dx<=309) && (reg.x.cx>=16 && reg.x.cx<=44)))) //rutina de salir seleccionada por F10 setviewport(0,0,639,479,l);mocultar();boton1(15,280,45,3 1 O);mver();

goto salir; 1 if(kbhit())break;// delay( 150); 1 A=getch(); if(A!=O) B=O; else B=getch();

1

botonl(15,220,45,250);mver();//pantalla total

B=O.A=O.

)while( 1); salir:

mocultar(); setviewport(50,447,630,472,1);boton(0,0,579,24); outtextxy( 1 S,l,"Desea,terminar de utilizar SDL (S/N)? "); mver0; do //ciclo para teclear si o no para salir

aa=getch();

i f (aa=='s' 11 aa=='S')break; else if(aa=='n' 11 aa=='N') setviewport(50,447,630,472,l);b0t0n(0,0,579,24); setcolor(co1or); outtextxy(l5,1,"Desea terminar de utilizar SDL (SN)? "); setviewport(0,0,639,479,1);mocultar();boton( 15,280,45,3 1 O ) ; mver();B=O;A=O;goto seguir;

while(aa!='n'jl aa!=W); restorecrtmode(); free(num);//libera la memoria return O; 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . * Y * * * * * * * /

I* Este programa lee un archivo editado en el editor del SISTEMA DE DIBUJO LINEAL y envia datos para movimientos de los motores *I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

***** ** **/ #include<stdio. h> #include<stdlib.h> #include<graphics. h> #incIude<dos. h> #include<io. h> #include<icord.c> #include<sdI. h> #include<math.h> #define pi 3.1415927

//prototipos de hnciones void read(int *); void It(double,double,double,double); void linea(void); void triangulo(void); void mov(double, double); void cuadro(void); //declaration de variables globales extern int *num,*p,*pp; unsigned char fig=O; unsigned char pa=O,pb=O,pc=O,c=O;//variabIes para leer puertos de entrada de contador unsigned char vxx=0,vyy=0,dx=0x00,dy=OxOO,soI=0x04,en=0x08,reset=O~ 1 o,~=o;

Sistema de Dibuio Lineal

char spx,scx,spy,scy; double xa=O,ya=O,y 1 ,xl ,x2,y2,~3,y3,cx=l ,cy=l ,max=O,min=O,px=O,py=O; int Max=O,Min=O; int vmax=O,vmin=O; double n=O,m=O,mnew=O,abx=l ,aby=l , //Funcines de tareas de Intempci$n void task1 (void) enable(); . .

en=0x08; outportb(0x302,dx~dy~sol~en~reset);pa=inportb(0x304);pb=inportb(Ox305);pc

=OxOf&inportb(Ox306);

long)pb);px=((unsigned long)px«S);px=((unsigned long)pxl(unsigned long)pa); px=((unsigned long)pc<<S);px=((unsigned long)px/(unsigned

en=Ox00; outportb(0x302,dx~dy~sol~en~reset);pa=inportb(0x304);pb=inportb(Ox30S);pc

=OxOf&inportb(Ox306); py=((unsigned long)pc<<S);py=((unsigned iong)pyl(unsigned

long)pb);py=((unsigned long)py<<S);py=((unsigned long)pyl(unsigried 1ong)pa); ret urn ;

void task2(void)enable();if(c~=200)c=c+5;if(f==l)retum;) void taskErr(void)printf("\nFuera de tiempo (taskErr) !!%c %d \n",Ox07,getErrcode());exit(O);] //Funciones que programan los Interfases programables perifericas void ~8255-1 (void) outportb(0x303,Ox80);retum;//EI primer PPI esta configurado como A=salida,B=salida,C-bajo=salida y C-alto=entrada void p82SS - 2(void)outportb(0x307,0x9B);return;/EI segundo PPI esta configurado como A=entrada,B=entrada,C-bajo=entrada y C-alto=salida //Funci$n que lleva el porta pluma al punto de inicio void inicio(void) dx=Ox01 ;outportb(0x302,dx(dy~sol~en~reset);outportb(0x301 ,OxOO);

if((inportb(Ox306)&0x 1 O)!=Ox 1 O) textcolor(LIGHTGREEN/BLINK); gotoxy(25,I O);cprintf("POSICIONANDOSE EN EL INICIO"); while((inport(0x306)&0x10)!=Oxl O)outportb(0x300,0x80);

dx=0x00;outportb(0x302,dx~dy~sol~en~reset); outportb(0x300,0xSO);delay(5000); dx=Ox01 ;outportb(Ox302,dx~dy~sollenjreset); while((inport(0x306)&0x10)!=Ox1 O)outportb(Ox300,0x25); outportb(0x300,0x00);outportb(0x301 ,OxOO); en=OxOO; reset=0x00;outportb(0x302,dx~dy~sol~en~reset);delay( 1000); reset=0x1O;outportb(Ox302,dx/dy/soI~en/reset); . textcolor(YELL0W);

I

Sist- de Dibuio Lineal

return;) //Funci$n principal del Programa int main(void) I

double clock=O.2; int stimeTask 1 = 1 ,stimeTask2=1; long ax,ay; int modo,control; unsigned a,aa,r; char AB;

harderr( handler); //reserva memoria if ((num = (int *) malloc(550)) = NULL) printf("No hay memoria suficiente para reservar\n");

exit(1); //termina si no hay memoria 1 p=num;pp=num; p=num;for(a= 1 ;a<2SO;a++) *pp=OxOO;pp++;pp=p; control=DETECT;modo=O;

clrscr(); setTimmer(clock);setEnfunc(taskErr); setTaskl (stimeTask1 ,taSkl);setTask2(stimeTask2,task2); p8255 1();p825S - 2();//inicializacion de PPI rtstartij; outportb(0x300,O);outportb(Ox301 ,O); reset=Oxl O;outportb(Ox302,dx~dy~sol~en~reset);delay( 1000);//reset de

reset=0x00;outportb(0x302,dx~dy~sol~en~reset);delay(5000); reset=Oxl O;outportb(Ox302,dx~dy/sol~en~reset); inicio(); // funcion para home initgraph(&control,&modo,"");

read(p); //funcion que lee los puntos del trazo

contadores

cx=o;cy=o;

g e t w ; outportb(0x300,0);outportb(0x301 ,O); flStop0; outportb(0x300,0);outportb(0x30 1 ,O);

restorecrtrnode(); free(num);//libera la memoria return O;

/*Funci$n que posiciona la pluma en donde iniciaran los dibujos*/ void mov(doub1e xr,double yr) ' //funcion para los desplazamientos

I

Equipo Nu. 6 T. ünlRaci6" 75

if(cx!=xr)

if(cx<xr) dx=O; delay(65535);

0~tp0rtb(0~301 ,o);outportb(0x3Ol,O);c=8;while(c~5O)~~~~~~~~~~~~~,~~; while(px<=xr);outportb(O%300,0);o~tportb(0x300,0);

else dx=l; deIay(65535);

1

outportb(Ox30 1 ,O);outportb(Ox301 ,O);c=8;while(c<50)outportb(0x3OO,c); while(px>=xr);outportb(0x3 OO,O);outportb(Ox3 00,O); 1 1 i f(cy ! =yr)

if(cY<Yr) dy=O;dy=O; deIay(65535);

outportb(0x300,0);outportb(0x300,0);c=8;while(c~50)outportb(0x30 1 ,c); while(py<=yr);outporib(Ox30 1 ,O);outportb(Ox3 O 1 ,O);

else dy=2;dy=2;

1

outportb(0x300,0);outportb(0x300,0);c=8;whiIe(c~50)outportb(0x30 1 ,c); while(py>=yr+ 1000);outportb(0x301 ,O);outportb(Ox30 1 ,O); I

1 cx=px;cy=py; cx=px;cy=py;

1 void read(int *) //funcion para obtener los puntos a trazar

return;

unsigned char w[l27],c,a,*cad; int aa,*pas; F E E *fl; /*lee una cadena*/ mocultar();clearviewport();setviewport(50,447,630,472,1);floodfill(5,5,color

setcolor(O);settextstyle(SMALL - FONT,0,4); );boton(0,0,579,24);mver();

outtextxy(5,1,"Nombre del Archivo:"); for(aa=O;aa<=l26;aa++) w[aa]=70'; c=O;aa=O;

¡ni: setcolor(0); a=getch(); if(a!=S) if(a!=i3) w[c]=a; if(w[c]==27) goto sal; else if(a=13) goto leer; if(a=S)

for(;;)

setcolor(co1or); if(c==O) goto ¡ni; c--;aa=aa-10; sprintf(cad,"%c",w[c]); outtextxy(aa+l50,2,cad); w[c]='\O'; goto ¡ni; 1

sprintf(cad,"%c",w[c]); outtextxy(aa+l50,2,cad); aa=aa+l O; c++; j

if( w[c] !=S)

leer. if((fl=fopen(w,"r+t"))==NüLL)

mocultar();

clearviewport();setviewport(50,447,630,472,l);floodfill(5,5,color);boton(O,O ,579,24);

outtextxy(5,2,"NO SE PUEDE ABRiR);mver(); 1

if(getw(fl)!=Ox4000)

clearviewport();setviewport(50,447,630,472,1);floodfill(5,5,color);boton(O,O ,579,24);

outtextxy(5,2,"NO ES ARCHIVO DE DIBUJO SDL ..."); getch(); goto salir; else mocultar(); setviewport(65,45,615,435,1); setcolor(col);en=0x00; reset=Oxl O;outportb(Ox302,dx~dy~sol/en/reset);delay( 1000); reset=0x00;outportb(0x302,dx~dy~sol~en)reset);delay(5000);

E q u i p Nu. 6 7.. CiRicraciO" 77

S i s t ~ i i a de Dibuio Lineal

for(aa=O;aa<200;aa++) *p=getw(fl); if(*p=Ox3FFF)p++; // linea

x 1 =getw(fl);*p=x 1 ;p++; yi=getw(fl);*p=yi ;p++; x2=getw(fl);*p=x2;p++; y2=getw(fl);*p=y2;p++; line(x1 ,yl,x2,y2);

mov(x1 ,yi);linea(); xl=xl*3oo;y1=yl*2oo;x2=x2*3oo;y2=y2*2oo;

x 1 =o;y 1 =O;x2=0;y2=0; 1 xi=getw(fl);*p=xl ;p++; y 1 =getw(fl); * p=y 1 ;p++; x2=getw(fl);*p=x2;p++; y2=getw(fl);*p=y2;p++; rectangle(x1 ,yI,x2,y2); x 1 =x I *300;y 1 =y 1 *2oo;x2=x2*3 oo;y2=y2*200; mov(x1 ,yl);cuadro(); 1

if(*p==Ox3FFE)p++; I/ cuadro

if(*p==Ox3FFD) p++; xl=getw(fl);*p=xl ;p++; yi=getw(fl);*p=yi ;p++; x2=getw(fl);*p=x2;p++; y2=getw(fl);*p=y2;p++; mov(xl*300,yl*300);mov(x2*200,y2*200); 1

if(*p==Ox3FFC)(p++; //tnangulo xi=getw(fl);*p=xl ;p++; yl=getw(fl);*p=yl ;p++; x2=getw(fl);*p=x2;p++; y2=getw(fl);*p=y2;p++; x3=getw(fl);*p=x3;p++; y3=getw(fl);*p=y3 ;p++; line(xl,yi ,~2,y2);line(x2,y2,~3,y3);line(xl,yl ,x3,y3);

xl=xl*300;yl=yi *2oo;x2=x2*3oo;y2=y2*2oo;x3=x3*3oo;y3=y3*2oo; mov(x1 ,yl);tnangulo(); 1

1 salir : fclose(fl);mver(); 1 sal: return;

//funcion linea 1 void linea(void) reset=Ox 1 O; xa=(x2-x I);ya=(y2-y 1 );

if(((x2-xl)!=O)&&((y2-y ] ) !=O))

if(labs(xa)>labs(ya)) max=labs(xa);min=labs(ya);Max=0x300;Min=0x30 1 ; else max=labs(ya);min=labs(xa);Max=Ox301 ;Min=Ox300; n=(double)(max/50); vmax=(unsigned char)(max/n); vmin=(unsigned char)(min/n); m=max/min;mnew=m;

if(xi>xZ) if(y 1 >y2) dx=l ;dy=2;~p~=- 1 ;spy=- 1 ;SCX=l ;scY=~,

else dx=l ;dy=O;spx=- 1 ;spy=l ;scx=l ,scy=-1 ;

while(px>=ci+xa) f=l ;

outportb(Min,vmin);outportb(Max,vniax); 1 f=O; 1 else

if(yl>y2) dx=O;dy=2;sp~l ;SPY=- 1 ;SCX=-l ;SCY=~ ; else dx=O;dy=O;spx=l;spy=l ;scx=-1 ;ccy=- 1 ;

while(px<=cx+xa) outportb(Min,vmin);outportb(Max,vinax),

f=l;

1 f=O; I

else if((x2-xl)=O) outportb(0x301,100);while((py<=cy+ya));outportb(0x3O 1 ,O);

outportb(0x300,100);whiIe((px~=cx+xa));outportb(0x300,0); if((y2-y1)==0)

1 outportb(0x301,0);outportb(0x300,0);

cx=px;cy=py; return;

1 void It(double txl ,double tyl ,double tx2,double ty2) fuiicion triangulo reset=Ox10; double txa,tya; txa=(tx2-tx l);tya=(ty2-ty 1);

//íÜncion que utiliza la

if(((tx2-txI)!=O)&&((ty2-tyl)!=O)) if(labs(txa)>iabs(tya)) max=labs(txa);min=labs(tya);Max=Ox300;Min=0x3O

else max=labs(tya);min=labs(txa);Max=Ox301 ;Min=Ox300; n=( double)(max/.lO); vrnax=(unsigned char)(rnax/n); vmin=(unsigned char)(min/n); m=max/inin;mnew=m;

1 ;I

if(txl>tx2) if(ty 1 ~ y 2 ) dx= 1 ;dy=2;spx=- 1 ;spy=- 1 ;scx=l ;scy=l ; else(dx=l ;dy=O;spx=-l;spy=l ;scx=l;scy=-1;) while(px>cx+txa) outportb(Min,vmin);outportb(Max,vmax); 1

else if(tyl>ty2)(dx=O;dy=2;~p~=l;~py=-l ;SCX=-l ;SCy=l;] else dx=O;dy=O;spx= 1 ;spy=l ;scx=- 1 ;scy=- 1 ;] while(px<cx+txa) outportb(Min,vmin);outportb(Max,vmax);

cx=px;cy=p y; 1

1 J

else if((tx2-txl)==O) outportb(Ox30 1,l OO);whiIe((py<=cy+tya));outportb(0x301 ,O);

outportb(0x300,100);while((px~=cx+txa));outportb(0x300,0); if((ty2-tyl)=O)

Equipo No. 6 7.. ti€nmiciui> 80

1 outportb(Ox301 ,O);outportb(0x300,0); cx=px;cy=py; return;

void cuadro(void) //funcion cuadro

reset=OxlO; reset=Oxl O; xa=(x2-xl );ya=(y2-y I);

if(((x2-XI )!=O)&&((y2-y1)!=0)) if(xPx2) (

if(Y l>Y2) dx=l;dy=2;~px=-l;~py=-l;scx=l;scy=l; while(px>cx+xa) outportb(0x300,50);outportb(0x301 ,O); while(py>cy+ya) foutportb(0x301,50);outportb(Ox300,0); dx=O;dy=O;while(px<cx) foutportb(0x300,50);outportb(0x30 1 ,O); while(py<cy-500) outportb(Ox30 1,50);outportb(0x300,0);

else

while(px>=cx+xa)(outportb(0x300,5O);outportb(Ox301 ,O);] while(py<cy+ya) f outportb(Ox3 O 1,40);outportb(Ox3 00,O);)

dx=O;dy=2; while(px~cx)outportb(0x300,50);outportb(0x30 1 ,O); while(py>cy) (outportb(0x301,5O);outportb(Ox300,0);

1 fdx=l ;dy=O;spx=-l;spy=l;s~~=l;s~y=-l;

I I

else I if7Y l’Y2)I

d~O;dy=2;spx=l ;SPY=-] ; s cx=-~ ; s c~=~ ; while(px<=cx+xa) outportb(0x300,50);outportb(0x301 ,O); while(py>=cy+ya) outportb(0x301,50);outportb(0x300,0); dx=l ;dy=O;while(px~cx)foutportb(0x300,50);outportb(0x3O 1 ,O); while(py<=cy)foutportb(0x301,50);outportb(0x300,0); I

else( dx=O;dy=O;spx=l;spy=l ;scx=-~ ;scY=-~; while(px<cx+xa) outportb(0x300,50);outportb(0x301 ,O);] while(py<=cy+ya) f outportb(0x301,50);outportb(0x300,0);]

Equipo No. 6 T. <jRiaaCion X I

dx=l ;dy=2;while(px>cx+l SOO)outportb(Ox300,SO);outportb(Ox3O 1 ,O);outp ortb(Ox301 ,OxOO);

while(py>=cy) outportb(0x301,50);outportb(0x300,0);

J

I

if((y2-yl)==O)

else if((x2-xi)==O) outportb(Ox301,l OO);while((py~=cy+ya));outportb(0x3O 1 ,O);

outportb(0x300,100);while((px<=cx+xa));outportb(0x300,0); I

outportb(0x301,0);outportb(0x300,0); cx=px;cy=p y; 1 void triangulo(void) //funcion para trazar un tnangulo W , Y W , y 2 ) ; WQ,y2,x3,y3); W , Y ~ , X ~ ,Y 1); 1

4.2 Operación del prototipo

Para operar el prototipo se requieren de los siguientes elementos: 1 . Una computadora personal compatible con IBM ( sin tarjeta de red ) 2. Los archivos SDL.EXE, GRASDL.EXE, archivos de gráficos y tipos de letras

de Turbo C

Secuencia de operación

1 2 Encender la computadora 3

Insertar en la computadora la tarjeta de interfase del prototipo en un bus ISA

Ejecutar el archivo SDL EXE para editar figuras 3a Seleccionar el icono del trazo de la figura 3b Dar un clic en inicio y otro al final para dar dimensión requerida a la figura

( Dentro del área de trabajo del editor ) 3c Si se desea hacer otro trazo repetir esta secuencia desde el paso 3a 3d Guardar en un archivo a través del icono correspondiente (figura de disco) seguido del botón guardar

3e Salir por medio del icono ‘‘salir’’ o tecla F10 seguido de la letra S para confirmar

4 Ejecutar el archivo GRASDL EXE para graficar ( en este momento se observará en el monitor un mensaje TOSICIONANDOSE EN EL INICIO” )

5 Conectar el prototipo a la red eléctrica 127V y encender ( la pluma empezará a desplazarse a la posición de inicio, hasta que se detenga se podrá continuar con la presente secuencia)

6 Colocar en el prototipo la hoja de papel donde se realizará el trazo, accionando la palanca del eje de los cilindros opresores, cuidando de que la hoja llegue hasta el tope que se encuentra en la parte superior izquierda a al vez de que la hoja pegue en el margen izquierdo

7 Dar el nombre del archivo en donde se grabó los trazos a graficar (empieza a graficar en la secuencia que fueron editadas las figuras, así mismo se muestra en la pantalla el trazo que realiza)

8. Salir del archivo GRASDL EXE

Nota: En caso de requerir graficar otro archivo editado se repite el proceso a partir del paso 4.

4.3 Calibración y ajuste

Con e¡ objeto de llevar el control de las dimensiones de las diversas partes que requirieron ser elaboradas en el taller de máquinas-herramienta de este Centro, se utilizaron las siguientes tolerancias: M.3 mm en medidas lineales, - 0.02 mm en agujeros que alojaran bujes o rodamientos y + 0.5 mm en agujeros y ranuras que alojaran tornillos que sujetan piezas (con el objeto de dejar holgura para lograr la apropiada alineación entre las partes a ensamblar).

Una vez ensamblado el prototipo, se integró el Sistema de Dibujo Lineal y se observó cuidadosamente su funcionamiento, se ejecutaron algunas pruebas con el fin de analizar su comportamiento bajo distintas condiciones de trabajo (cambios de giro de los motores, cambios de velocidad de la caja graficadora, desplazamiento vertical del portapluma, etc.) y en base a lo observado fue necesario realizar las siguientes actividades:

0 Modificación del soporte del servomotor que proporciona el movimiento en la dirección del eje “Y”

Ajuste para mejorar la alineación del eje del servomotor mencionado en el punto anterior y el eje que soporta los rodillos de arrastre de la hoja

Sustitución del eje que soporta los rodillos opresores de hoja

e

e Mejora en la alineación de los dos ejes horizontales que soportan la caja graficadora y del ajuste de las piezas que componen dicha caja

Mejora en el tensado de la banda que desplaza a la caja graficadora en la dirección del eje “Y, y

Cambio de los resortes ensamblados en las guias de acero que permiten el desplazamiento en la dirección del eje “Z” de la caja graficadora

o

4.4 Mantenimiento

Todos los materiales, elementos mecánicos, eléctricos y electrónicos necesarios para la elaboración del presente prototipo heron adquiridos en el mercado nacional, razón por la cual se espera que de ser requerido algún material o refacción, podrá conseguirse sin mucha dificultad, se considera asimismo que eventualmente se necesitará reapretar los tornillos que sujetan las partes que heron elaboradas y ensambladas (esta necesidad será observable mediante el desajuste o vibración de algunas de las piezas del prototipo), asimismo se recomienda que cada cierto tiempo (dependiendo del número de horas de uso del prototipo) se realicen las siguientes actividades:

Verificar que esté ubicado en un lugar con buenas condiciones ambientales generales (libre de polvo, exento de temperaturas extremas, de humedad, de vibraciones, etc.‘) Lubricar aquellas partes que se desplazan en condiciones normales de funcionamiento (guías, baleros y bujes, podría utilizarse el tipo de aceite que normalmente se utiliza en las máquinas de escribir) Revisar que los elementos que generan y transmiten movimiento estén en buenas condiciones y cuando sea necesario cambiarlos (servoniotores, banda de transmisión, poleas, ejes de rodilllos, etc )

*

Equipo No. 6 r. h e r a c i c h l 84

SiBms de üibuio Lineal

Solera de aluminio 12.7 X 101.6 X 2000mm. Placa de aluminio 6.4 X 1200 X 1 OOOmm Angulo de aluminio 6.4 X 101.6 X 200mm Redondo de Nylamid de 19mm de diám.

5. LISTA DE MATERIALES Y COSTO

UNITARIO Kg. 7.5 $ 49.20 $ 369.00

~ Kg. 3.5 49.20 172.00

Kg. 0.8 49.20 39.36

' Pza. 1 45.36 45.36

5.1 Sistema meclnico

X 610mm Flecha de acero de 6mm X 330mm Flecha de acero de 8mm X 350mm. Flecha de acero de 8mm X 500mm. Flecha de acero de 5mm Xi lOmm Rodamientos lineales marca IKO

MATEN ALES I UNIDAD I CANT I COSTO I IMPORTE 1

cm. 33 3.27 107.91 cm 35 2.80 98.00 cm 1 O0 2.80 280.00 cm 220 1.21 159.94 P a . 4 138.00 552.00

Rodamientos lineales marca IKO Pza 3 202 O0 I 606 O0 LBD 8 SUU. Rodamiento radial 68822 NACHI Vulcanizado de rodillos para arrastre de

Pza. 2 38.00 76.00 Pza. 2 60.00 120.00

Sisieiiia de Uibuio Liiirai

Bases DIP 600 de 40 pines Bases DIP 300 de 16 pines Bases DIP 300 de 14 pines Bases DIP 300 de 20 pines Bases DIP 300 de 8 pines

5.2 Sistema de control

2 4.00 8.00 14 1 .o0 14.00 3 1 .o0 3.00 6 1 .o0 6.00 1 1 .o0 1 .o0

Costo total del prototipo $7236.33

Equipo No. 6 7.. Gniwiieii 87

Sistema <le I>ihiiio Lmsal

6. CRQNQGRAMA DE ACTIVIDADES

P : Programado R : Real

Equipo No. 6 7’. Griiaacio,, X8

R : Real

Equipo No. 6 7.. riniaaciim 89

Sistema de Dibirio Lineal

6.2 Area de control

Elaboración de la maqueta


Equipo Nri. 6 7.. Gnim;tciOn 90


Equipo No 6 7'. Gma'iciRii 91

La estimación del total de horas invertidas para el desarrollo del proyecto es la siguiente

Durante el período en el que había clases, se dedicaron aproximadamente durante I2 semanas (equivalente a 60 días) un promedio de una hora diaria, lo que equivale a 60 horas

Durante el período en el que ya no se impartían clases, se dedicaron aproximadamente durante 5 semanas (equivalente a 25 días) un promedio de 12 horas diarias, lo que equivale a 300 horas

Por lo anterior, el tiempo estimado de dedicación al desarrollo del proyecto es de 360 horas (por cada uno de los cuatro integrantes del equipo que desarrolló el proyecto)

7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Como primera conclusiÓn de tipo genérico podemos mencionar que el programa de especialización en ingenieria mecatrónica que se imparte en este Centro lo consideramos altamente formativo, en particular destaca de manera importante el requerimiento de desarrollar un prototipo con características mecatrónicas ya que exige por parte de los participantes lo siguiente:

e Hacer un esfuerzo importante por desarrollar la capacidad de trabajar en equipo, ya que por la amplitud de conocimientos y habilidades requeridas en la mecatrónica es prácticamente imposible desarrollar de manera individual un prototipo de esta naturaleza, con la ventaja adicional, de que en la actualidad dicha capacidad es altamente apreciada en cualquier centro de trabajo.

Esforzarse por encontrar una solución viable dentro de las restricciones del Centro (tiempo, costo, calidad del trabajo, etc.) a los problemas (como conseguir a tiempo otros materiales para volver a maquinar aquellas piezas que no funcionaron como se esperaba, obtener refacciones como motores, sensores, dispositivos electrónicos que por la misma razón mencionada tienen que sustituirse, reprograniar actividades por suspensión del suministro de energía eléctrica, etc.) que tiene que enfrentar para el desarrollo y conclusión oportuna del prototipo.

e

e Dedicar un número importante de horas para diseñar y elaborar en los talleres y laboratorios de este Centro las piezas, mecanismos, circuitos y dispositivos requeridos por el prototipo, promoviendo con ello su formación y actualización en su área de competencia.

Por lo anterior, agradecemos a las autoridades de la Secretaría de Educación Pública la oportunidad de superación profesional que se nos ha brindado a la vez que recomendamos ampliamente que se sigan esforzando por mantener y de ser posible mejorar el servicio que proporciona a la comunidad docente este Centro Nacional.

Por lo que respecta al prototipo desarrollado, consideramos que a pesar de que nos proporciona satisfacción haberlo concluido oportunamente, como ocurre con todos los productos, es susceptible de muchas mejoras, proponemos algunas que fueron identificadas como consecuencia de las observaciones del funcionamiento del prototipo en la etapa de pruebas pero que por falta de tiempo ya no nos fue posible implementarlas:

e Conseguir una mejor alineación en los ejes horizontales en donde desliza la caja graíicadora lo cual podría lograrse elaborando la parte de la caja donde van ensamblados los rodamientos a partir de un único bloque de aluminio a diferencia de unir varias placas (como se hizo actualmente), a la vez de utilizar rodamientos lineales de mayor calidad e intentar acortar la distancia horizontal entre los mencionados ejes para minimizar el efecto de giro que le imprime a la caja graficadora la fuerza de arrastre de la banda.

* Mejorar el acabado general de las piezas, para darle al prototipo un aspecto más profesional.

0 Mejor distribución de tarjetas dentro del prototipo.

* Considerar conexiones innecesarias y el cableado sea mejor distribuido

e Buscar alternativas para controlar motores dentro de la programación

Consideramos que los prototipos elaborados en este Centro son buenos ejemplos de lo que un grupo de maestros de educación tecnológica, que sin ser expertos en desarrollo de maquinaria o equipo, puede lograr con entrega, dedicación y entusiasmo, y con el apoyo decidido de autoridades, profesores y trabajadores de una institución.

Siuicnin dc Dibuio LiiicRI

8. APENDICES

8.1 Diseño mecinico

me The Gates Rubber Company .... ~ . . -. .. . .... ~ ~ ........,.

. . . . . .

Closed type - . - ......... . .........

c1 . c2 L. . D I 1

. . 1 c i

.. ... __ Part Idumber Oimensions (mm)

....... ._ Wi l i iOUl Vlilh One

Integral ..

ST M O L SP M12 0,023 650 SSEM15 SSEM16W SSEM16WW 0.030

0,056 40 6700 47

“For raled lravel life of too km. For longer travel lives. reduce load lo W(lOO!L)”!: where L (km) is the required travel lile. 00 not exceed ttit D p a v i c Load Ratiiig lor lravel life of less lliaii 100 km.

‘!The Load Liiiiit 1s the nlaxilnulli load lhat may be applied to a braiiiig:sShait I1 is ilnpollant 10 analYZe llle apdicalion SO lhat peak aildloi Shock do not exceed the Load Limit.

NOTE: Eaernal seals and retaining rings are available. See,pags ACS 1.2 lor SpecifiCaIiOnS. NOTE: For additional technical data, see Enginee!ing Suppofl seí:tion. NOTE: Fur a corrosion resistant bearing add suliix -CR to Ihe part ni,mt,er and reduce the load capacity by 30%.

.... 90.. rh . s o . .-90

..... ..... . . . ....

- lb. :?.

9

O O :.9s :eo - . ~.

Yl I., .. . . ~ ......

270 . . ? . . SP M12

270 SSE M I G SSE M20 SSE M25 CSE M30 SSE Al40

The recomnionded linear race for all Rouiid.?ail’ nppl¡caiionS

t l c :er~unslU~l~ty 01 IC P‘&ycI usw ho 5C r c I ? ~ ~ T o u W ~ ~ ~ ( i y i c:a:O” s ploni>itr

e u.S ?aleril and Tsade:m+ O%cc and ID dhei ~wntries. .I 9

. . . . . . . . . . . . . . . . ” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4 P R O Y E S T O Of L l E M t K l O S DE MAQUIHPS P R l l i i !

i g . 1 -14 , ES:,IPRO cortante. m t n e n t o ~ i e c t m y demmscidn en VIW de S ~ F E I O I ~ tmnsvers81 u n m r m e .

para vigas esi.átic.ameiile indeterminadas en que I R expresión de M como :i!ición d e z no iiiiecle,eiiconlrsrse por las ecuaciones de la esthtica, puede obte- ,,:ne Irii,ibiéii l a rcuacihn corrcspondiente a la deformación. pero el proccso de nlegracibii debe iniciarse con la ecuación (23) determinando después cuatro cons. antes de i i i l r~raci0n.

r,p. 1-15, ES:"iT*O'COllsnie. "loliirnl

I , ~ S cargas traiisvers:3Ie.! dc cota en el punto de apiic: geiierai efectos de este tiPo.

Las figuras 1.14 a 1-1

OU!HAS

cst.a forma las t.ensioiies ales y la peqiiciia distor- :iierpo contieiie secciones íios. Las principales alea I el vanadio, ai.5iadament.e :iciones que inantienen su al rojo por el roznn1ient.o

w l i e n e el 18 O/O de tiings- 0,'iO 9/0 de carbono y t,iene y procesos de t,rat.aniiento eslclita es una a l ex ion al iiihidn para lierrarnieiitas 3 de tiingsleno cenient,ado ral superan en cualidades

i han encoiií.rarlo ¿iinl:lias ci.ones. de- si!,a~r.esist.eiicia

in3 y la rigidez son ncero. La rigidez de una rinaci6n mayor que la de iiniinio es 1111 nictai muy ja e ianiinación. Es ade- 11 weria, en irmide perina- 'abrii:arión de tornillos cn

L._Cia .quc..d .iicexo

i~~.~.n~~.?~e. . .~~oi . . . t ia~:~i~~l~:i~. l l~.a

ierable prot.ección de la ii: oxido de aluniiiiio que capa de rjxido se fornia

iogrnr niejor protección.

s de Alclad, la protección de un revesbiniierito de

~cleo de aleación de alta

ar, ._ J,amaciuinabiiid-de... --

auesM%.~.s. a

3003 SS 0,6 1 0,20

5052 525 0.45 0.10 ....... ..... Barras y redondos, I

Revenido y. aleación

11000 llWII14 11(x).Hl8 3003-0 3005H14, 3003-H 18 50520 5052H34 5052H38 2011-T3 2011-Tü

6061.T4 6061-T6 6063-0 6063-T4 M163-T6

6061.0

RCSlS. ancia I wcciót

910 1260 i 680 1120 1 540 2 030 1960 2 660 2 940 3 850 4 130 I260 2 450 3 150 910

i 750 2 450 3 360

5 cnrac I S pnnc

-

-

impii

Mn

Pests. nciad uencii

350 1190 1540

420 1470 1890 910

2 I10 2 540 3 O10 3 150 560

1410 2 800

490 910

2 170

it1C.S < mente

3010

0,05

1,0-1,5

0.10

0,15

0.10

667

U ali im~nio 1 -- ....... , I TIIJO

- A I 7 en 5

'ola d ,6 mn 35 9 5 30

8 4 25 10 I

-.

25 22 12

22 12 8

1s v a r l i A I C O R

ic "I ...

.. I -- ~ h i i n i i i i o puro comer-

Aleaclbn aiuiliii!i@iiian.

Alencl6n de a l ta resis. Iencia'pisro lines ge-

Aleic ihn para 1:urnillos qiie sdnii ie irniamien.

Fe 0.1 l o 16rmico Fe 0,l. Aleaciúii iileilos

5.15.0,35 car" qiie admil.e ira. tniiiieiIt.0 1.Crniico. sol. dZIbl.2

, Fo 0.35 Air; ic ihi i rjue 0.10 I ndiiiile ir;iiai!iienio

Z i i 0 , I clnl

Fe 0,l gnneso ,

O.I:A.3s ncrules

I

urro c ' 2 m n

45 20 15 40 16 10 30 14 8

15 12 30 25 11

irinci

- .. 23 32 44

40 55 41 Ea I1 95

llm 30 65 95 25

15 105

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28

_-- 1 s e i

.!G!O.

7rsisien cia a

orloduri

630 770 Y10 770 980

1120 1260 1470 1680 2 240 2 450

340 1 G80 2 100 700

1 120 1540 2 100

.r;:idRS C I

.

-_

...

Limite de indu. rancia

350 ,130 630 490 630 700

1120 1260 I400 1 260 1 %GO

032

980 560

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/e y I ! , c i l c~ .

9no

...

628

1095

1131 1141

3 i40

recocido (;i25inniT. acciie 815°C F.s:slirado 53Y C 8 550 Laiiiiiiado c i i calicii!e, 7400 recocido Lniiiiniido e n cil l ie. i i ie 6 450 Estirado en rrio 7350 ?%niitiT. aceiic 815C f 3 i i r : i d U 5 3 5 C 8 6UO Lai i i i i indo e n calieille, 6 700 recocido Recucido, estirado en 8050 Irio

4140 c aniiiiado en Iremrido . I Ilccocido, eslirado e.ii 8 O00

1 , 4150

6 300 4 200

4 200 5 600

6 700 4 500

6 850

4 400

6 300

6 650

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' 19 23

20 15

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45

50

197

255 201

185 212

245 195

248

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235

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1 14

25 1 2

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12

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45

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55 57

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58

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14 39 269 21

25 57 235 22 45

12950 10900 9 34 415 43 a7 51 211 18

reLocido E:25 iiirnT. aieite81T

en írio 0.10-0.20 PerÍiie' hi: I

Rol!er way ..

For high rigidity and Cl id lCIS I iPPdl ,,,*tion RW Heiglii s i x i4mm 10 76nm RWB Heighl w e P/id lo 3"

Sirohe 8011 Cagn Rsscrnbly For bath in i"ta1ion and lineal rnOi i0" ST Bore 5:ie <imm to IOOin? Sealed type is diso available.

Liiiear Duiliings

.

h".:. ..., iitori:inco.Freo Splicrical Ruiliings QE..-EC Bore size 15inm i o 30inrn GE..-EC ZRC lwith zcalsl h i e size 30inni to i 3 m m

__ .-

Self.Aliyning Call Joiiiir idea1 ball join: lor all link rnrchaniom LHSA ihs iod 4 n i r Io ?iir im LHS

:

Sistema de Dibuio Lined

8.2 Diseño electrónico

L D.C. SERVO MOT

. , : . . . . e . . . . , . ;: : . .

Pittman DC Gearhead Motor with Optical Encoder Model# G M 8 7 1 2 G 2 5 0 4 2

Raredbr: 19.1 VDC. 38Cma.. 1100 RPM no bad. Geamead R a ~ 6 . 3 1 E n d e r . 2 channel in qu8dfatum. 5w cuunts’rev. Input 5 M C @ 40ma.

m€Q k x B 0 € t u L p B p v E .

1100 380ma. no load

1 O00 500ma. 5 o t h

550 1 Amp 1 5 0I.i”.

STALL I .5Amp 30 oidn.

Oirnenaionr Body 1.370’ din. I 3.5.L.. Face Mount 131 tapped holes 4.40 THO on :.1116’dia. B.C. Shah Offset: 0.1875’dia.’K 0.750’L. Stock NO. DM-669 . . . 944.50

. .

~ ~~~~

-- .............. ..... . . IRS .... ( _ ? . .

....... . ’ >.,, ..... , .

. .

SE

8XXX MOTOR DIMENSIONS

-I

(2-5s UNC-28. 1 noLEs I- EO. S P . . ,675 0 1 A B . C .

3 HOLE MTG. PATTERN

28. 4 HOLES O00 D I A 8 . C

B . C . S I DE TERM I NALS (OPTION*L 1 2- 5 6 TAPS)

4 HOLE MTG. PATTERN ,250 bUX

,040 D I A TE

r! - r a 4 i U--.---

- -

E.C.

f.:-* - _-- . I O * -d

REAR TERM I NALS (OPTIONAL 14-40 TAPS)

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U-..---

HEWLETT- PACKARD HEDS-9100/HEDS-9140 OPT I C A L EEICODER

HEWLETT' PACKARO

Two Channel Optical Incremental Encoder Modules

Technical Data

HEDS-9000 HEDS-9100

Features High Performance High Resolution

* Low Cost * Easy to Mount

No Signal Adjustment Required

* Small Size * -40% t o 100% Operating

Temperature Two Channel Quadrature outpiit - 7 T L Compatible

* Single 5 V Supply

Package Dimensions

Description The HFDS-9000 and the HEDS 9100 sCrjes arc high performance, lory cost, optical incremental encoder inodules. %%en used nith a codewheel, these modules detect rotary position. The modules consist of a lensed (LED) source and a detector IC enclosed in a small C-sliapcd plastic pachge. h e , ' t o a highly col- limated light source and unique photodetector array; these modules are exqremely tolerant to mount@ misalignment.

The two channel digital outputs and the single 5 V supply input are accessed through five 0.025

4

inch square pins located on 0.1 inch centers.

Standard resolutions for the HEDS-9000 are 500 CPR and 1000 CPR for use with a HEDS 6100 codewheel or equivcdeiit.

S l D E B n P K u D < I ~ m SE€* U W l E R S A N D W S )

ESD WARNLVG: NORMAL HANDLING PRECAUTIOh'S SHOULD BE TAKEN TO AVOID STATIC DISCHUGE.

59fi54P~77F 7-dn

National a semicaiducliw I LMD18200 3A, 55V H-Bridge

- i i Connection Dlagrem and Ordering inionnation !

@ M-ROLA

L H

OCTAL BUS TRANSCEIVER

H Bus ADa ia ioBusa X lso1aiion

The SN54/74LS245 is an Octal Bus Transmitter/Receiver designed for 8-line asynchronous 2-way data communication between data buses. Direction Input (DR) controls transmission of Data from bus ALP bus B or bus B to bus A depending upon its logic level. The Enable input (E) can be used to isolate the buses.

Hysteresis Inputs to Improve Noise Immunity 2-Way Asynchronous Data Bus Communication Input Diodes Limit High-speed Termination Effects ESD > 3500 Volts

LOGIC AND CONNECTION DIAGRAMS DIP F O P VIEW)

OIR A l A2 A3 A4 AS A6 A? A8 GND

TRUTH TABLE INPUTS

Bus 13 Data io BUS A

. .

I I

SN54174LS245

~

OCTAL BUS TRANSCEIVER

LOW POWER SCHOTTKY

I

N SUFFIX PLASTIC

CASE 738-03

1

DW SUFFIX SOIC

CASE 751 DO3 1

ORDERING INFORMATION SN54LCXXXJ Ceramic SN74LSXXXN PIaS1IC SN74LSXXXDW SOIC

GUARANTEEDOPERATINGRANGES

FAST AND&? TTL DATA

Appllcationa 91 the W3524 == PuigaWlctttP.Moduiator

I I I

9. BIBLIOGRAFIA

9.1 Area de Máquinas

* SPOTTS, M. F. Proyecto de Elementos de Máquinas Ed. Reverté

3". Ed., 1972, Barcelona. España 690 Pags.

SHIGLEY, J.E.; MISCHKE, CH. R Diseño en Ingeniería Mecánica Mc Graw Hill 5". Ed., 1990, Naucalpan de Juárez, Edo. de México 883 Pags.

GIECK,KURT Manual de fórmulas técnicas Ediciones Alfaomega. 19". Ed., 1993, México, D.F.

J. D I U , S. ZAPATA Resistencia de materiales Limusa

e Catálogo de rodamiento y barras calibradas Cia. Thomson

Catálogo de productos M O K O bearings Cat. - 5906

Catálogo de bandas de transmisión Power Grip Timing Belt Systems for Industrial Drives The Gates Rubber Company 1993, Denver, Colorado, E.U A.

D

9.2 Área de Control

TIMOTHYJ., MALONEY Electrónica Industrial Dispositivos y Sistemas Prentice Hall Is. Ed., 1993, Naucalpan de Juárez, Edo. de México 567 Pags.

COUGHLIN, ROBERT F. ; DRISCOLL,FREDERICK F. Amplificadores Operacionales y Circuitos Integrados Lineales Prentice Hall 1;'. Ed,, 1993, Naucalpan de Juárez, Edo. de México 538 Pags.

e BOYLESTAD, ROBERT; NASHELSKY, LOUIS Electrónica Teoría de Circuitos Prentice Hall

916 Pags. Ed., 1992, Naucalpan de Juárez, Edo. de México

TOCCI, RONALD J. Sistemas Digitales Principios y Aplicaciones Prentice Hall 6a. Ed., 6". Ed., 1996, Naucalpan de Juárez, Edo. de México 833 Pags.

BREY,BARRYB. Los microprocesadores Intel Prentice Hall 3". Ed., 1994, Naucalpan de Juárez, Edo. de México 837 Pags.

Linear Applications Handbook 1994 National Semiconductor

Integrated Circuits Aplication note Datagraphix

Eqiiipo Nu. 6 r. üeneacióii Y9

Sisienio deüibuio L U i d

Replacement Guide ECG Semiconductors Master

Catálogo de Componentes Electróncosl999 Steren

* 0 0 - O2 t 5 . . .

Equipo No. 6 T . <jmaacióii IOU

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