En esta sección se recoge el contenido didáctico de la guía de autoaprendizaje, que se ha organizado entorno a una serie de ejemplos con los que aprender los conceptos básicos de los programas utilizados. Estos ejemplos se han ordenado de forma que su dificultad sea progresiva, comenzando con los conocimientos básicos y terminando con una simulación de puesta en marcha virtual de una instalación industrial.
Los recursos pedagógicos son:
• Vídeos con la explicación de los conceptos.
• Documentos PDF con un resumen paso por paso de
los vídeos.
• Los archivos de NX y TIA Portal creados.
• Y la biblioteca de las piezas utilizadas en cada
ejemplo.
Guía
01
Introducción al Trabajo
En este primer vídeo se introduce el trabajo de fin de grado, describiendo la motivación del proyecto, los objetivos propuestos y realizando una breve explicación sobre el contexto de la industria 4.0.
Del mismo modo, se introduce la pagina web con el fin de exponer los recursos didácticos y su finalidad dentro de esta plataforma de aprendizaje. De esta forma, se busca orientar a los usuarios para que puedan optimizar y sacar el máximo provecho a los contenidos desarrollados.
02
Conceptos Básicos de NX
El objetivo de este vídeo es servir de introducción al programa de NX. De esta forma, durante el transcurso del mismo se presentan los tipos de archivos presentes en el programa y se analiza la interfaz de aquellos utilizados en el desarrollo del trabajo. Estos son los archivos: modelo, ensamble y MCD (diseñador de conceptos de mecatrónica).
Posteriormente, en la segunda parte del vídeo, se realiza un tutorial con el que explicar el desarrollo seguido para realizar el modelado de las piezas y el ensamble de componentes desde el programa de NX. Este contenido se encuentra orientado a aquellos usuarios sin experiencia previa con programas de diseño CAD o que quieran repasar los conceptos más básicos de los mismos. Por ello, en la biblioteca de este vídeo se adjuntan los planos del pistón y del cilindro, para que los usuarios puedan practicar recreando los modelos.
Recursos disponibles:
03
Conceptos Básicos de TiaPortal
Con el tercer vídeo de esta guía se procede a estudiar la interfaz y las herramientas de TIA Portal. Resulta de gran interés ubicar los instrumentos de trabajo dentro del programa y conocer sus funciones o características antes de comenzar con los ejemplos prácticos.
TIA Portal es un software de renombre en el sector de la automatización, y a lo largo de este trabajo se va emplear para la simulación de los PLCs y HMIs virtuales.
Recursos disponibles:
04
Puesta en Marcha Virtual: Cilindro de Doble Efecto
Las simulaciones de puesta en marcha virtual, o Virtual Commissioning, son un recurso utilizado para representar el funcionamiento de sistemas que se van a construir. Estas representaciones virtuales consiguen adelantar la programación de los controladores lógicos programables (PLCs), probar distintas distribuciones en planta de las líneas de producción y optimizar el proceso de manufactura antes de que de comienzo la fase de instalación del sistema real.
Por ello, en este primer vídeo dedicado a las simulaciones de puesta en marcha virtual, se van a combinar los programas de: NX, TIA Portal y PLCSIM Advanced para llevar a cabo la simulación. Dado que se trata de la primera toma de contacto con esta tecnología, se va a construir un modelo sencillo, concretamente un cilindro de doble efecto, cuyos componentes se modelaron durante la ejecución del segundo vídeo de la guía.
Recursos disponibles:
05
Cintas Transportadoras y Operaciones con Objetos
Tras analizar el proceso seguido para realizar la puesta en marcha virtual, los próximos tres vídeos tienen como objetivo impartir conceptos con los cuales mejorar y desarrollar los espacios virtuales generados en NX.
En este vídeo se expone la creación y configuración de las superficies de transporte, con las cuales simular el comportamiento de las cintas transportadoras presentes en los sistemas de producción. Del mismo modo, se introducen las herramientas para generar fuentes de objetos, sumideros de objetos, transformadores de objetos y transmisores.
Recursos disponibles:
06
Robot SCARA, Parámetro Sticky y Secuencia de Operaciones
Para diseñar modelos tridimensionales realistas, que logren simular con precisión los sistemas reales, es necesario incorporar los archivos CAD proporcionados por lo propios fabricantes, consiguiendo que los componentes y las máquinas del modelo digital presenten las dimensiones reales. Durante la ejecución de este trabajo se han utilizado las plataformas TraceParts.com y GrabCAD.com para descargar este tipo de modelos.
Por ello, la primera parte de este vídeo se encuentra enfocada al proceso de descarga de un robot SCARA de Mitsubishi. Posteriormente, con el robot instalado y configurado, se define el parámetro Sticky de NX, un instrumento que permite simular el comportamiento de ventosas o electroimanes al hacer que un cuerpo quede adherido a otro. Finalmente, se concluye el vídeo introduciendo el "Editor de secuencia", donde se definen las secuencias de operaciones con las que se determina el comportamiento del modelo.
Recursos disponibles:
07
Cinemática Inversa: Programación de un Brazo Robot
La cinemática inversa es un tipo de programación que facilita la configuración de los robots. Este método o estrategia de programación, permite definir la trayectoria que debe seguir el actuador de un robot, es decir, el componente que interactúa con el entorno, y de forma automática el software realiza los cálculos necesarios para coordinar los movimientos del resto de componentes. En este vídeo se programa un robot, empleando esta técnica de programación para realizar la inspección de una serie de piezas.
Recursos disponibles:
08
Línea de Producción
Finalmente, en este último vídeo dedicado a las simulaciones de puesta en marcha virtual (no es el último vídeo de la guía), se diseña una línea de montaje a partir de los ejemplos vistos anteriormente. De esta forma, se combina todo el material desarrollado a lo largo de la guía para comprobar y verificar de primera mano el enorme potencial de las herramientas estudiadas.
Asimismo, en este vídeo se pone especial atención al diseño de la interfaz hombre-máquina (HMI) y a la programación de la lógica Ladder del PLC, aprovechando para desarrollar conceptos muy interesantes de TIA Portal.
Recursos disponibles:
09
Realidad Aumentada y Vistas al Futuro
Se concluye la guía compartiendo e investigando las innovaciones que están siendo introducidas en el sector. En concreto se exploran los modelos de realidad aumentada, que permiten visualizar los modelos digitales en entornos reales.
Para incorporar este recurso se emplea el programa Glovius AR, que transforma los modelos generados en NX en modelos de realidad aumentada. La principal ventaja de esta aplicación móvil es que es muy fácil de utilizar y completamente gratuita, lo que evita la incorporación (y consecuente aprendizaje) de nuevos programas empleados para generar modelos de realidad aumentada o pagar por utilizar convertidores online.
El modelo de realidad aumentada visto en este vídeo se ha construido a partir de la línea de producción desarrolla a lo largo del ejemplo anterior. Por lo tanto, en la carpeta de archivos se encuentra el modelo MCD de la instalación (en formato de NX y en formato Catia).
Recursos disponibles:
