Evaluación de Proyectos

Evaluación de Proyecto

Diseño y Simulación de un Brazo Neumático Automatizado con PLC

SISTEMAS CIBERFISICOS

Presenta:Haziel Brian Mendoza Martínez 202244191Perla Pérez Guevara 202247527 Miguel Alejandro Pluma Rodríguez 202248261 Oscar Cabrera Barbosa 202272506 Raymundo López Galicia 202242489 Orly Jazmín Cortes Hernández 202237689

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INTRODUCCIÓN

Brazo Neumático Automatizado con PLC

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02. INTRODUCCIÓN

— John R. Seydel, 2020

Implementación de un Brazo Neumático Controlado por PLC para tareas repetitivas

En la actualidad, la automatización de procesos industriales juega un papel crucial en la mejora de la eficiencia, seguridad y precisión en diversas tareas productivas. Las operaciones repetitivas y peligrosas, como la manipulación de materiales pesados o el ensamblaje de piezas pequeñas, presentan riesgos significativos para los trabajadores y pueden afectar la calidad de los productos. Para abordar estos desafíos, se propone la planeación de un brazo neumático automatizado controlado por PLC (Controlador Lógico Programable). Este sistema está diseñado para operar en entornos industriales, realizando tareas de manera eficiente y segura.

"La automatización no solo incrementa la eficiencia, sino que también mejora la seguridad en el entorno industrial."

estado del arte

Brazo Neumático Automatizado con PLC

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Estudio de Caso: Automatización en la Industria Automotriz:La implementación de brazos neumáticos controlados por PLCs en una planta de ensamblaje de automóviles en Toyota resultó en una reducción del 50% en accidentes laborales y un aumento del 30% en la eficiencia de la producción.Un informe de General Electric (GE) muestra que la automatización en sus líneas de producción farmacéutica redujo los errores humanos en un 90%, resultando en productos más consistentes y seguros para el consumo.

Errores Humanos y Calidad del Producto:Un estudio realizado por la National Institute of Standards and Technology (NIST) en los EE.UU. muestra que hasta el 70% de los defectos en productos manufacturados pueden atribuirse a errores humanos, especialmente en procesos que dependen del trabajo manual repetitivo.La Society of Manufacturing Engineers (SME) indica que la implementación de sistemas de automatización en entornos de manufactura puede reducir la tasa de defectos en productos hasta en un 80%, mejorando significativamente la calidad del producto final.

04. ESTADO DEL ARTE

ESTADISTICAS Y DATOS RELEVANTES

Accidentes Laborales en Industrias de Riesgo:Según la Organización Internacional del Trabajo (OIT), cada año se registran alrededor de 2.78 millones de muertes relacionadas con el trabajo, y más de 374 millones de lesiones no mortales, muchas de las cuales ocurren en industrias como la manufactura, automotriz, farmacéutica y electrónica.En México, la Secretaría del Trabajo y Previsión Social (STPS) reporta que en 2022, más del 30% de los accidentes laborales ocurrieron en el sector de la manufactura, con una alta incidencia en tareas repetitivas y peligrosas.

OBJETIVOS

Brazo Neumático Automatizado con PLC

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03. OBJETIVOS

General

• Modelar el proceso de un prototipo digital de un brazo neumático automatizado por medio de un PLC como solución teórica de tareas repetitivas.

Específicos

• Diseñar un modelo funcional del brazo neumático en SolidWorks, seleccionando los componentes principales necesarios para su operación.
• Simular la programación del PLC en FluidSim para controlar las operaciones del brazo.
• Elaborar una planificación detallada y gestionar los recursos necesarios para completar las fases de diseño, simulación y documentación.
• Evaluar la viabilidad técnica y económica del prototipo virtual mediante un análisis de costos y beneficios.
• Documentar el desarrollo del proyecto en un documento extenso y presentar los resultados a través de un cartel de divulgación científica.

Justificación

Brazo Neumático Automatizado con PLC

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05. JUSTIFICACIóN

El desarrollo de un brazo neumático automatizado controlado por PLC responde a la necesidad de mejorar la seguridad, eficiencia y en procesos industriales. Las tareas repetitivas y riesgosas en la industria presentan un alto riesgo para los trabajadores, y este tipo de sistemas permite minimizar la intervención humana, optimizando tiempos y reduciendo errores. En el ámbito académico, el proyecto fomenta la aplicación práctica de conocimientos teóricos en diseño (SolidWorks), simulación y gestión de recursos, fortaleciendo habilidades técnicas y profesionales clave. Además, genera material didáctico y sirve como base para futuros proyectos que puedan implementar soluciones físicas más avanzadas. Aunque el proyecto se centra en diseño, simulación y evaluación económica, estas etapas son fundamentales para garantizar la viabilidad técnica y económica de una implementación física, mostrando su impacto tanto en la formación profesional como en la industria.

DESARROLLO

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01. detalles técnicos

Discusión de Alcances y Limitaciones

El diseño del prototipo se centra en la adaptabilidad y funcionalidad en distintos escenarios, lo que permite su operación en los dos modos mencionados. Cada modo tiene aplicaciones específicas que responden a distintas necesidades industriales y educativas. Sin embargo, también es evidente que la capacidad actual del sistema está limitada por la tecnología implementada, como el tipo de sensores, el grado de precisión de los actuadores y la capacidad de procesamiento del PLC.Una limitación importante del prototipo es que, en su configuración actual, no cuenta con sistemas de retroalimentación avanzadas (como sensores adicionales de fuerza o visión) que permitan una interacción dinámica con el entorno. Esto restringe su capacidad para adaptarse a tareas complejas en tiempo real.

CONCLUSIONES

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01. RESUMEN

El desarrollo del prototipo de un brazo neumático automatizado con PLC ha permitido demostrar la viabilidad técnica de integrar tecnologías avanzadas de automatización y diseño mecatrónico. Entre los logros clave se encuentra la construcción de un sistema funcional que combina actuadores neumáticos y controladores lógicos programables para realizar movimientos precisos y controlados. Además, el uso de impresión 3D para el diseño y ensamblaje del modelo físico optimizó los recursos disponibles, consolidando el proyecto como una solución eficiente y adaptativa. El impacto potencial de este brazo neumático es significativo en la industria, especialmente en contextos donde se requieren mejoras en seguridad y eficiencia. Su diseño modular permite su aplicación en tareas repetitivas y riesgosas, contribuyendo a la reducción de riesgos laborales, mayor precisión en procesos críticos y la optimización de recursos operativos. Asimismo, su adaptabilidad lo posiciona como una herramienta versátil para sectores industriales que buscan implementar soluciones automatizadas más seguras y rentables.

BIBLIOGRAFÍA

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• Automatización y digitalización en la industria . Recuperado de https://new.siemens.com/global/en.html Automatización de Rockwell. (sf). Guías y recursos sobre sistemas automatizados .
• Recuperado de https://www.rockwellautomation.com Foro Económico Mundial. (sf).
• El impacto de la automatización en las industrias globales . Recuperado de https://www.weforum.org

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

ANEXOS