Simulación 3D y automatización del proceso de soldadura de un chasis en la cadena de montaje de una industria automotriz

Abstract

Este proyecto consiste en la simulación 3D y la automatización del proceso de soldadura de un chasis en la cadena de montaje de una industria automotriz. Durante la realización de este trabajo desempeñamos tareas de modelado y programación de los equipos presentes en la estación con el objetivo de conseguir el correcto funcionamiento de las etapas seleccionadas. En relación a estas etapas podemos encontrar tareas referentes al control de un proceso de prensado, la programación de manipuladores que desempeñan acciones de colocación, agarre y soldadura de piezas, el control de un proceso de pintura, el modelado del chasis de un vehículo Smart y la configuración de señales digitales que dan lugar a la lógica de la estación. Este proyecto ha sido desarrollado gracias al uso de diferentes paquetes de software que han permitido el funcionamiento conjunto de la estación. El software de simulación 3D permite visualizar cómo las piezas sin mecanizar que llegan a la estación son prensadas y manipuladas por brazos robóticos para su posterior envío, colocación y soldadura en el chasis de un vehículo Smart. Este automóvil también ha sido creado desde cero mediante el uso de una herramienta CAD que permite el modelado de piezas. Asimismo, en este proyecto también podemos visualizar un proceso de pintura básico y la soldadura de la parte trasera del chasis mediante el control de un sistema robotizado móvil. Este trabajo ofrece una gran cantidad de posibilidades de aplicación tanto en el ámbito de la docencia como en el sector industrial ya que permite programar sistemas y visualizar su funcionamiento, verificando, de forma previa a su instalación, si desempeña de forma correcta las tareas. Gracias a esta última aplicación podemos detectar errores en el código de forma prematura, depurando la programación y minimizando los riesgos. A lo largo de este documento se desarrolla de forma detallada cada una de las etapas simuladas, especificando el funcionamiento y la interacción de sus elementos. Asimismo, se aporta información acerca de los pasos seguidos para la realización de este trabajo y pasos a seguir para optimizar y mejorar los procesos desempeñados. En este documento también se añaden datos como presupuestos, otras opciones de diseño planteadas y los códigos realizados para el control y simulación de la estación, además de vídeos que explican visualmente el funcionamiento de esta.

This project consists of the 3D simulation and automation of the welding process of a chassis in the assembly line of an automotive industry. During the performance of this project, we worked on modeling and programming tasks of the equipment present at the station in order to achieve the correct operation of the selected stages. In relation to these stages we can find tasks related to the control of a pressing process, the programming of manipulators that make actions of placing, gripping and welding parts. Also we find tasks related with the control of a painting process, the modeling of the chassis of a Smart vehicle and the configuration of digital signals that build the logic of the station. This project has been developed thanks to the use of different software packages that have allowed the correct operation of the station. The 3D simulation software allows us to visualize how the first parts that arrive at the station are pressed and manipulated by robotic arms for their shipment, placement and welding on the chassis of a Smart vehicle. This car has also been created from scratch by using a CAD tool that allows the modeling of pieces. Furthermore, in this project we can also visualize a basic painting process and the welding of the back part of the chassis thanks to the control of a mobile robotized system. This work offers a large number of application possibilities: for educational purposes and for the industrial sector because it allows programming systems and visualizing their operation, verifying, before their installation, if they perform the tasks correctly. Thanks to this last application we can detect errors in the code prematurely, improving the program and minimizing the risks. Throughout this document, each of the simulated stages are developed in detail, specifying the operation and interaction of its elements. Also, information is provided about the steps followed to develop this work and the steps that you need to follow to optimize and improve the processes performed. This document also adds other proposed design options and the codes made for the control and simulation of the station, as well as videos that visually explain how it works.