Prototipo multifuncional para facilitar el conexionado, manejo e integración de motores paso a paso en equipos de formación mecatrónicos

Abstract

El objetivo de este proyecto es diseñar un prototipo multifuncional que pueda ser utilizado para manejar o controlar motores paso a paso. Este tipo de motores es utilizado en equipos mecatrónicos, bien como elemento de giro de algún mecanismo o bien como dispositivo posicionador de ejes. Una de las características de los motores paso a paso es que para posicionar su eje es necesario aplicar una secuencia particular a sus bobinas, por lo que precisan de un circuito que genere esta secuencia (conocido como Driver), a su vez el driver admite como referencia las señales de pulso, de dirección y de habilitación, generadas, normalmente, por otro circuito o equipo (llamado Controller) que puede ser un PLC, un microcontrolador, etc. A nivel docente o de formación de personal con equipos mecatrónicos que utilicen motores paso a paso se suelen dar las siguientes situaciones o necesidades: 1- Uso del motor como elemento propulsor simple, donde solo se requieren acciones de ‘giro en un sentido’ ‘paro’ ‘giro en sentido contrario’ del motor. Por ejemplo, manejo de una cinta transportadora gestionada por un robot para alimentar material de trabajo. 2- Uso del motor como elemento posicionador, donde se requieren generar señales de pulso, dirección y habilitación precisas. Por ejemplo, posicionador de un eje en una máquina herramienta mediante un PLC o microcontrolador. 3- Uso del motor en situaciones especiales, como podían ser: - el manejo manual para poner un eje en una posición determinada (modo JOG) - uso del propio motor como carga mecánica para generar pares resistentes en otros propulsores, (perturbaciones de carga). - determinación experimental de las características de respuesta del motor en función de la frecuencia aplicada en los pulsos. La idea del trabajo es el diseño y construcción de un prototipo multifuncional que permita adaptarse para cada una de estas situaciones planteadas en la práctica docente con motores paso a paso. Este proyecto está orientado de manera didáctica para que pueda ser utilizado de forma cómoda para fines educacionales de prácticas, por lo que irá acompañado detalladamente de algunos ejemplos de uso. Por citar algunos, a través de este prototipo se podrán controlar motores por medio de un autómata programable como el autómata Modicom M-340 del fabricante Schneider Electric, o se podrá usar colectivamente con otros equipos como servomotores, equipos de Panasonic, controlador de Scorbot, etc. Por último, el trabajo lleva incluido un informe de seguridad, con todas las precauciones que se debe de tomar en cuenta a la hora de manipular dicho aparato, con el propósito de no poner en riesgo la salud del usuario y evitar averías o roturas tempranas del sistema, debido a una posible manipulación errónea del mismo.