Diseño e implementación de un módulo didáctico de un clasificador industrial para la discretización de probetas por medio de sensores digitales y visión artificial

Abstract

En el documento se desarrolla el proyecto de titulación llamado “Diseño e implementación de un módulo didáctico de un clasificador industrial para la discretización de probetas por medio de sensores digitales y visión artificial”. El proyecto consistió en diseñar e implementar una plataforma orientada al estudio de la automatización industrial. Es decir, se creó una herramienta de apoyo para que los estudiantes de ingeniería mecatrónica logren consolidar el conocimiento teórico adquirido durante la carrera de una forma práctica. La fase de diseño se orientó a que el módulo tuviera las siguientes características: contar con una banda transportadora impulsada por un motor trifásico, incorporar componentes industriales como un variador de frecuencia y un PLC, y finalmente llevar a cabo un proceso de clasificación según el tipo de material y características visibles. El proyecto se compone de cuatro subsistemas detallados a continuación: el subsistema de transporte que se encarga de transportar las probetas. El subsistema de dosificación encargado de entregar las probetas utilizando un actuador neumático. El subsistema de reconocimiento responsable de identificar las características y naturaleza de las probetas. También se utilizó una cámara y se programó un algoritmo de visión artificial para reconocer las características visibles de las probetas, como color y defectos. El subsistema de clasificación se encarga de depositar las probetas en recipientes; se compone de un actuador neumático con una ventosa que utiliza una presión de vacío generada por un tubo Venturi para levantar las probetas. Además, un motor paso a paso mueve el cilindro con la ventosa gracias a un mecanismo de poleas, depositando la probeta en su respectivo recipiente. También se construyeron dos tableros eléctricos para alojar los circuitos de potencia y de control. Finalmente, se programó un PLC para ejecutar el proceso de clasificación y se lo configuró como servidor OPCUA para establecer conexión con el cliente o computadora personal que ejecuta el algoritmo de visión artificial en Python.