Simulación de un sistema industrial de ensamblado de piezas y gestión vía SCADA

Abstract

RESUMEN: El presente Proyecto Fin de Grado consiste en la automatización de un proceso de ensamblado de piezas y su posterior almacenamiento, además de la monitorización de la producción. El sistema diseñado consta de una cinta transportadora principal por la cual viajan piezas básicas (Raw) de tres colores diferentes. Estas piezas son introducidas en un torno CNC a través de un robot articulado y saldrán del torno convertidas en las bases (Bases) utilizadas para ensamblar. Las bases pasan a una cinta en la cual se clasifican según su color mediante sensores de visión y se dividen en tres líneas diferentes. A continuación se encuentra la zona de ensamblado a la que llegan las bases producidas y las tapas (Lids) en sus respectivas cintas y ya distribuidas por colores. El ensamble se lleva a cabo con tres robots manipuladores (uno para cada color de pieza) y estas máquinas se encargan también de colocar las piezas ensambladas en cajas que llegan sobre pallets en un sistema de cintas de rodillo. Se decidió que las piezas se almacenasen de dos en dos, por lo que una vez se han introducido dos piezas en cada caja, esta comienza su transporte hacia el área de almacenamiento. Todas las cajas salen de la zona de ensamblado por la misma línea y de nuevo se clasifican según el color de las piezas que contengan gracias a un sensor de visión. Una vez clasificadas, las cajas se almacenan en estanterías con un transelevador. Por último, el operario puede realizar la descarga de cajas de las estanterías que se depositan en cintas para su recogida. El control del sistema se realiza mediante la programación de un PLC, empleando el programa TIA Portal y para la simulación gráfica del proceso se utiliza Factory I/O. También se ha diseñado un sistema SCADA que permite al operario controlar el sistema mediante múltiples pantallas, así como recopilar datos acerca del número de piezas ensambladas, almacenadas y recogidas.

ABSTRAC: This Final Degree Project consists of the automation of a part assembly process and its subsequent storage and production monitoring. The designed system consists of a main conveyor belt through which Raw pieces of three different colors travel. These pieces are sent into a CNC lathe via an articulated robot and will come out of the lathe converted into Bases used for assembly. The Bases are placed on another conveyor in which they are classified according to their color thanks to three vision sensors and then they are distributed into different production lines. Next, there is the assembly area where the produced Bases and the assembly Lids arrive in their respective conveyors and already classified by color. The assembly process is carried out with three Pick And Place machines, which are also responsible for placing the assembled parts in stackable boxes located on pallets in a roller conveyor system. Once two pieces have been inserted into a box, it begins its transport to the storage area. All boxes, despite their pieces color, leave the assembly area on the same line and then they are again classified according to the color of the pieces they contain. Once they are classified, the boxes are stored on racks with a stacker crane. Lastly, the operator can unload boxes from the racks, which are deposited on roller conveyors for collection. The control of the system is carried out by programming a PLC, using the TIA Portal program and for the graphical simulation of the process, Factory I/O is used. In addition, a SCADA system has been designed which allows the operator to control the system through multiple screens, as well as to collect data about the number of parts assembled, stored, and collected.