Introduction: Proyecto De Laboratorio De Mecatrónica-Almacén Inteligente

Picture of Proyecto De Laboratorio De Mecatrónica-Almacén Inteligente

A continuación se presentará los pasos para armar nuestro proyecto de Almacén Inteligente hecho por nuestro equipo en el Laboratorio de Mecatrónica. Se enlistan todos los materiales necesarios para la construcción física del mismo y a su vez se proporciona la programación en Labview del sistema. Cualquier duda o pregunta nos pueden contactar por este medio.

Esperemos que las instrucciones sean claras y entendibles!

Un link al video de su funcionamiento se adjunta a continuación:

https://youtu.be/rKYqci7jh9I

Step 1: Diseño Del CAD

Para el diseño de CAD se dispuso a hacer todas las piezas que serías impresas en 3D y las que serían maquinadas., así como las que se necesitan comprar. Se adjunta un archivo .ZIP con todas las piezas que tiene el almacén

Step 2: Construcción Del Modelo

Para la construcción del modelo físico se necesitaran los siguientes materiales:

- 4 perfiles de aluminio T slot de 20x20 mm, 300 mm de largo

- 10 perfiles de aluminio T slot de 20x20 mm, 260 mm de largo

- 2 baleros axiales 608ZZ

-50 cm de banda dentada GT2

- 1 polea dentada GT2 - 9 chumaceras SC8UU

- 14 escuadras internas para perfil T slot 2020 con sus opresores M4

- 1 metro de escuadra de aluminio de 2x2 pulgadas

- 8 tornillos M3, 1/2 de pulgada, cabeza hexagonal

- 26 tornillos M4, 1/2 de pulgada, cabeza hexagonal

- 36 tornillos M4, 1 pulgada, cabeza hexagonal

- 24 M4 T sliding nut 2020

- 10 M5 T sliding nut 2020

- 150 mm de varilla redonda de acero de 7.9 mm de diámetro

- 30 cm de tornillo roscado de acero templado de 8 mm para CNC

- 1 tuerca Acme para CNC

- 1 cople flexible de 5 a 8 mm

- 2 motores a pasos NEMA 17

- 1 caja de 100 arandelas M5

- 2 Arduinos UNO

- 1 CNC Shield para Arduino

- 2 Drivers a4988

- 1 Servomotor GS-4060BB

- 1 Webcam compatible con LabVIEW Vision Development Module (Recomendación: Gowin RED-236C)

- 1 Fuente de poder de 0 a 15 VDC

- 1 Batería de litio recargable de 12 V

- 1 Carrete de PLA para impresión 3D

Estos materiales son los suficientes para armar el ensamble hecho en CAD de donde se hablo en la primera parte de este manual.

Step 3: Programación Del Servo

Para la programación de Apertura y Cierre del Servo se usara la interfaz IDE del Arduino.

En la cual ira el siguiente código escrito...

#include

Servo miServo;

int A=90;

int input;

String inString = "";

void setup() {

Serial.begin(115200);

miServo.attach(9); }

void loop() {

unsigned char comando=0;

if(Serial.available()){

comando=Serial.read();

if (comando=='a')A=170;

else if(comando=='z')A=90;

A=constrain(A,0,180);

}

miServo.write(A);

delay(100);

}

Las conexiones del Servo en el Arduino se describen a continuación:

  • Rojo (voltaje) al pin de 5v del Arduino
  • Amarillo (Señal) al pin 9 del Arduino
  • Cafe (Tierra) al pin de GND del Arduino

Se recomiendo revisar las conexiones deL Servo a usar ya que algunas veces no siguen estos patrones de colores. Tambien, cabe mencionar que algunos servos requerirán de una alimentación externa del Arduino, ya que el Arduino muchas veces es incapaz de proporcionar la corriente requerida por el Servomotor.

Step 4: Programación GRBL

Para mover los motores de pasos se usará el programa "Open Source" del GRBL, los links de descarga se pondrán a continuación:

Como se podrá notar, el programa GRBL esta en formato .hex por lo tnato no se puede subir como comunmente se sube un programa al Arduino (por medio del IDE del Arduino). Para poder subir el programa, se usará el programa Xloader (Incluido en el link de descarga). Sigua los siguientes pasos para la correcta instalación del programa:

  • Una vez abierto el Xloader, en la sección de Hex file ponga la ubicación del archivo GRBL.hex previamente descargado.
  • En la sección de Device seleccione la opción "Mega(ATMEGA2560)"
  • En la sección Com Port seleccione el puerto del Arduino en donde quiere usted instalar el programa
  • En la sección BaudRate no cambie nada (default 115200)

Enlace a GRBL (Debes picar con el derecho y pulsar en guardar enlace como para descargarlo):

http://bit.ly/SSdCJEEnlace

Xloader:

http://xloader.russemotto.com/XLoader.zip

Si gusta ver un tutorial de la instalación puede ver el siguiente video:

https://www.youtube.com/watch?v=0NEhhZAA8pg

Step 5: Programación Labview

La programación consiste en revisar que estante o cajón del almacén está desocupado y de acuerdo a su orden de prioridad llevarlo y dejarlo en se lugar cuando el operador le indique al sistema que la pieza está cargada. Después de llevarla y dejarla en el cajón en cuestión, el sistema llevara la parte mecánica donde se coloca la pieza de regreso a su posición original “Home”.

Puede ser que la programación no sea la más adecuada o la más funcional, pero si se implementa de la manera correcta, cumplirá con el objetivo del proyecto.

La programación en Labview, los archivos .txt de los códigos G de cada cajón y los templates usados en el sistema de visión se adjuntaran a continuación, pero se tendrá que tomar en cuenta lo siguiente:

  • Descargar las librerias de vision "vision and motion labview" y "vision development module labview" de la paguina de National Intruments
  • Los códigos G tendrán que ser configurados dependiendo de su sistema (configuración del GRBL, paso del tornillo sin fin, ancho de banda, dientes, etc.)
  • Los templates del sistema de visión serán diferentes ya que los usados fueron tomados de el área física donde se hizo este proyecto (obviamente usted va hacer el proyecto en otro lugar con diferentes objetos, iluminación, etc) se le recomienda hacer usted sus propios templates de vision, o bien seguir alguno de los tutoriales en youtube para familiarizarse con esta clase de sistema.
  • Leer los comentarios en la programación para entender un poco mejor la misma.

Step 6: Configuración Inicial

Una vez que todos los programas esten instalados y conectados de la amnera correcta, se deberá de llevar la parte mecánica a la zona de HOME en nuestro sistema, para esto se necesitará la ayuda de una apliccación Java llamada "Universal G code Sender" Esta aplicación manda codigos G al Arduino. Como se podrá ver una vez que se descarge e instale la aplicación (Link de descarga en este manual) hay dos pociones de hacer mover nuestros motroes tipo CNC, una de ellas es mediante el envio de linas de codigo G en la ventana de commanda, y la otra es por medio de la seccion Machine Jogging el cual pemrite mover nuestros motores un paso a la vez (en X, Y o Z dependiendo del boton a presionar).

Para llevar el sistema a la zona de HOME solo basta con darle click a los botones hasta que el sistema mecánico este en la posición deseada.

Tips:

  • Es de gran importancia saber como están conectados sus motores al CNC Shield, esto marcará hacia que dirección vaya los motores cuando de le aplique un paso positivo del codigo G)
  • Se recomienda sacar las coordenadas en código G de cada uno de los cajones usando esta aplicación para así evitar errores.

El link de descaga es el siguiente:

Enlace a GcodeSender:

32 bits:

http://bit.ly/Xz4U1R

64 bits:

http://bit.ly/SGKfMN

Link tutorial:

Parte 1 https://www.youtube.com/watch?v=0NEhhZAA8pg

Parte 2 https://www.youtube.com/watch?v=zf2RbZb45gw

Comments

DIY Hacks and How Tos (author)2017-05-14

Great tutorial. Thanks for sharing.

Thanks a lot! Hope It helped eventho is in Spanish XD

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