14. Taladradora Radial

La taladradora radial guarda ciertas similitudes con el taladro de columna sin

embargo el taladro radial tiene un husillo que puede girar alrededor de la columna

y la cabeza puede colocarse a diferentes distancias. Esto permite taladrar en

cualquier lugar de la pieza dentro del alcance de la máquina. Esta es la principal

diferencia con el taladro de columna que mantiene una posición fija del husillo.

Esta flexibilidad de sujetar el husillo en distintas posiciones hace del taladro radial

una herramienta muy versátil y eficiente para perforar materiales grandes,

facilitando el taladrado en distintos puntos de la pieza sin tener que volver a

colocarla en distintas posiciones. El taladro radial es extremadamente preciso y

permite hacer orificios de alta calidad desde diferentes ángulos.

A diferencia de otros taladros, el taladro radial tiene la mesa de trabajo en la parte

inferior, ya que esta diseñada para acomodar piezas grandes. Es una máquina de

gran tamaño que mueve su cabezal, su mesa de trabajo y el husillo principal con

motores independieres. El husillo se puede colocar para taladrar en cualquier lugar

dentro del alcance de la máquina por medio de los movimientos proporcionados

por la cabeza, el brazo y la rotación del brazo alrededor de la columna.

Componentes básicos de un taladro radial

• Base: Sirve como apoyo de la máquina y también de soporta a la pieza durante

el proceso de taladro.

• Columna: Pieza de forma tubular que puede girar alrededor de otra columna fija

sujeta a la base.

• Brazo: Soporta todo el peso del cabezal y del motor. Se puede mover de forma

vertical sobre la columna y fijarse a una determinada altura.

• Cabezal: Contiene todos los engranajes para poder realizar el avance y

desarrollar la velocidad de la broca. Puede deslizarse sobre el brazo para ser

fijado a distintas distancias de la columna.

Imagen 1: Taladro radial

Imagen 2: Grados de libertad taladro radial (3)

15. Mecanismo del limpia parabrisas de un automóvil (Biela – manivela)

Limpiaparabrisas.

Dispositivo que se adapta a los automóviles en la parte exterior del parabrisas y

que, moviéndose de un lado a otro, aparta la lluvia, la nieve o basura que cae

sobre él. La gran mayoría de los automóviles están provistos de limpiaparabrisas

que habitualmente son llamado de forma incorrecta como parabrisas. Algunos

autos tienen un dispositivo parecido para limpiar los focos delanteros.

Principio de funcionamiento

El dispositivo consiste en un brazo (rasqueta), que puede girar en torno a uno de

sus extremos y con un largo borde de goma (escobilla o plumilla) adosado a uno

de sus lados es movido en sentido oscilatorio sobre el vidrio. Por lo general es

posible modificar la velocidad, con varias velocidades predefinidas y una

intermitente para condiciones en que la lluvia es escasa.

El movimiento pendular u oscilante de escobilla o plumilla que se usa para hacer

barrer el cristal del parabrisas, se obtiene por un motor de vacío que utiliza como

energía el de la tubería de admisión, o bien mediante un motorcillo eléctrico

alimentado por la corriente de la batería. A veces el juego de dos raqueta que

suelen llevar los coches a lo ancho del parabrisas funcionan sincronizadas. En

algunos casos cada rasqueta tiene su motorcito propio y funcionan independientes

una de otra. Algunos vehículos poseen un dispositivo similar de sólo un brazo y

más pequeño ubicado en la parte trasera, el cual se le conoce como

limpiaparabrisas trasero.

Imagen 3: Grados de libertad mecanismo limpiaparabrisas (1)

Imagen 4: mecanismo limpiaparabrisas

16. Cizalla o Guillotina Mecánica

Las guillotinas consisten en una mesa de plano horizontal, a veces inclinado,

donde se coloca el material para ser cortado por una cuchilla de movimiento

vertical accionada mecánicamente o por pedal.

MEDIOS DE PROTECCIÓN

Es necesario disponer de una protección para evitar el acceso al borde de corte de

una cuchilla en ambos tipos de máquinas. El uso de un resguardo fijo o ajustable

es preferible, aunque también se utilizan resguardos de enclavamiento donde no

es posible montar defensas fijas. No es conveniente que exista ningún acceso

posible al borde de corte por encima de la defensa, desde sus laterales, ni por

debajo de ella. Si fuera posible llegar al borde posterior de la cuchilla, este acceso

debería evitarse. Una máquina a veces se alimenta desde la parte posterior con

un operario que deja los fragmentos en la parte frontal. Ambas posiciones deben

ser seguras, siendo necesaria una defensa para la parte posterior y otra para la

parte frontal de la máquina.

Cuando una guillotina mecánica está equipada con una brida, los resguardos

deben prever el posible atrapamiento con las patas de la brida.

Las cizallas de tijera que trabajan continuamente son difíciles de proteger debido a

la naturaleza de su trabajo, y debe tenerse gran cuidado al trabajar con cuchillas

sin proteger.

Imagen 5: Cizalla o guillotina mecánica

Imagen 6: Cizalla o guillotina mecánica grados de libertad (1)

Imagen 7: Cizalla o guillotina mecánica funcionamiento

17. Brazo robot industrial para soldar bastidores de automóviles (sin considerar gripper)

Entre los robots considerados de más utilidad en la actualidad se encuentran los

robots industriales o manipuladores. Existen ciertas dificultades a la hora de

establecer una definición formal de lo que es un robot industrial. La primera de

ellas surge de la diferencia conceptual entre el mercado japonés y el euro-

americano de lo que es un robot y lo que es un manipulador. Así, mientras que

para los japoneses un robot industrial es cualquier dispositivo mecánico dotado de

articulaciones móviles destinado a la manipulación, el mercado occidental es más

restrictivo, exigiendo una mayor complejidad, sobre todo en lo relativo al control.

En segundo lugar, y centrándose ya en el concepto occidental, aunque existe una

idea común acerca de lo que es un robot industrial, no es fácil ponerse de acuerdo

a la hora de determinar una definición formal. Además, la evolución de la robótica

ha ido obligando a diferentes actualizaciones de su definición.

La definición más comúnmente aceptada posiblemente sea la de la Asociación de

Industrias de Robótica (RIA, Robotic Industry Association), según la cual:

"Un robot industrial es un manipulador multifuncional reprogramable, capaz de

mover materias, piezas, herramientas, o dispositivos especiales, según

trayectorias variables, programadas para realizar tareas diversas"

Esta definición, ligeramente modificada, ha sido adoptada por la Organización

Internacional de Estándares (ISO) que define al robot industrial como:

"Manipulador multifuncional reprogramable con varios grados de libertad, capaz de

manipular materias, piezas, herramientas o dispositivos especiales según

trayectorias variables programadas para realizar tareas diversas"

A los manipuladores robóticos se les suele denominar también brazos de robot por

la analogía que se puede establecer, en muchos casos, con las extremidades

superiores del cuerpo humano.

Imagen 8: Semejanza de un brazo manipulador con la anatomía humana

Grados de libertad (GDL)

Cada uno de los movimientos independientes (giros y desplazamientos) que

puede realizar cada articulación con respecto a la anterior. Son los parámetros

que se precisan para determinar la posición y la orientación del elemento terminal

del manipulador. El número de grados de libertad del robot viene dado por la suma

de los GDL de las articulaciones que lo componen. Puesto que las articulaciones

empleadas suelen ser únicamente de rotación y prismáticas, con un solo grado de

libertad cada una, el número de GDL del robot suele coincidir con el número de

articulaciones que lo componen. Puesto que para posicionar y orientar un cuerpo

de cualquier manera en el espacio son necesarios seis parámetros, tres para

definir la posición y tres para la orientación, si se pretende que un robot posicione

y oriente su extremo (y con él la pieza o herramienta manipulada) de cualquier

modo en el espacio, se precisará al menos seis grados de libertad.

Imagen 9: Robot industrial (sin considerar gripper). Grados de libertad (6)

A la muñeca de un manipulador le corresponden los siguientes movimientos o

grados de libertad: giro (hand rotate), elevación (wrist flex) y desviación (wrist

rotate) como lo muestra el modelo inferior, aunque cabe hacer notar que existen

muñecas que no pueden realizar los tres tipos de movimiento.

18. Diferencial de un automóvil

Funcionamiento del Mecanismo Diferencial

La función del diferencial es dividir por igual el par del motor y pasarlo al mismo

tiempo a los ejes laterales. Este sistema permite que se tengan velocidades

diferentes en los ejes de salida si se necesita. Esto se da gracias a que los

engranes de los semiejes pueden girar a velocidades diferentes ya que los

piñones pueden girar sus ejes permitiendo que uno de los semiejes gire con más

rapidez que el otro.

El diferencial reduce la velocidad de rotación transmitida desde la transmisión e

incrementa la fuerza de movimiento, así como también distribuye la fuerza de

movimiento en la dirección izquierda y derecha transmitiendo este movimiento a

los ejes.

Su uso principal se da en los automóviles permitiendo que cuando el vehículo está

girando, el diferencial absorbe las diferencias de rotación del movimiento de las

ruedas izquierdas y derechas, haciendo esto posible que el vehículo gire

fácilmente.

Imagen 10: Engranaje Diferencial, grados de libertad (2)

Debido a que este tipo de mecanismo es principalmente ocupado en la industria

automotriz hace necesario que para comprender su funcionamiento de forma más

completa y fácil se haga referencia al uso que tiene el diferencial en un automóvil

de esta forma el funcionamiento queda ejemplificado como sigue.

Cuando el vehículo va en línea recta el eje secundario de la caja de cambios

mueve el piñón de ataque, éste la corona, y ésta arrastra la caja de satélites que

está unida solidariamente a ella. Los ejes de los satélites al estar unidos a la caja

giran arrastrando a los planetarios, y por tanto, a través de los semiejes y la

reducción final, hacen girar las ruedas. Los planetarios giran en el mismo sentido y

velocidad que la corona mientras el vehículo marcha en línea recta.

Cuando el vehículo toma una curva, la rueda interior ofrece más resistencia al giro

que la exterior, ya que ésta última no puede moverse a la misma velocidad por

tener que recorrer un camino mayor. Al quedar frenada la rueda, frena también el

movimiento de su planetario correspondiente y entonces los satélites tienden a

rodar sobre él, multiplicando el giro en la otra rueda. De esta forma, lo que pierde

en giro una rueda lo gana en la otra, ajustándose así automáticamente el giro en

cada una de ellas por la acción compensatoria de los satélites. Cuando con el

freno individual se frena una rueda, ésta se detiene totalmente y automáticamente

la otra pasa a dar el doble de vueltas.

Los vehículos con tracción en las ruedas delanteras y traseras, llevan dos

diferenciales, el principal inconveniente del diferencial es que si una rueda pierde

adherencia con el suelo, gira con velocidad doble que la corona, mientras que la

otra se queda inmóvil. Este caso puede darse en zonas con hielo, barro, etc. Para

solucionar este problema, los vehículos llevan un mecanismo de bloqueo del

diferencial, que permite anular su función y obliga a las dos ruedas a ir a la

misma velocidad. Este bloqueo debe utilizarse únicamente para resolver ese tipo

de situaciones pues en otro caso puede originar averías en el diferencial y hasta el

vuelco del vehículo si éste intenta girar.

Imagen 11: Diferencial automóvil grados de libertad (2)

NOTA.- El diferencial es un mecanismo con dos grados de libertad, al tener una

única relación que liga a las tres variables entrada-salida del mecanismo, es decir

se pueden fijar dos de ellas libremente y ya queda determinada la tercera o bien si

se fija una de ellas existe una relación entre las otras dos.

19. Gato Hidráulico

El funcionamiento del gato hidráulico responde al principio de Pascal, que

establece que la presión en un contenedor cerrado es siempre la misma en todos

sus puntos.

 

Se le da el nombre de gato “hidráulico” por la utilización de un líquido,

generalmente un aceite, para ejercer presión sobre un cilindro que empujará a otro

de diferente tamaño para lograr la elevación del brazo.

 

Cuando el fluido, que en este caso en un aceite, es impulsado hacia un cilindro por

acción de una bomba, se somete a una fuerza como la presión.

 

Para ejercer la presión se “inyecta” aire al aceite para desplazarlo y el cilindro de

menor tamaño empujará al de mayor tamaño. Así, la presión ejercida sobre el

primero será igual en el segundo, con la diferencia de que el mayor tamaño de

éste logrará un incremento de la fuerza para que el brazo lleve a cabo la

elevación.

 

Esta forma de trabajar del gato hidráulico es muy similar a la que tiene una jeringa

que impulsa su contenido por acción de la presión a la que es sometido.

 

La presión del aceite permite que el brazo del gato hidráulico se eleve a una

determinada altura, esto permitirá maniobrar debajo del aparato o cuerpo que se

quiera elevar.

 

Los gatos hidráulicos cuentan con un seguro que impedirá la entrada del aire si no

se está utilizando el gato o que la facilitarán para invertir el proceso y hacer que

descienda el brazo.

Las partes del gato hidráulico

En general, los gatos hidráulicos constan de las siguientes partes:

 

- Depósito: Es el lugar donde se contiene el aceite o fluido.

- Bomba: Crea la presión para mover el aceite.

- Válvula de retención: Permite que el líquido llegue al cilindro principal.

- Cilindro principal: Recibe la presión del fluido y empuja al cilindro secundario.

- Cilindro secundario: Acciona el brazo de elevación.

- Brazo de elevación: Como su nombre indica, eleva el cuerpo que se le coloca

encima.

- Válvula de liberación: Libera el aire para liberar la presión y revertir el proceso de

elevación.

Imagen 12: Gato hidráulico grados de libertad (1)

20. Mecanismo de un freno de tambor automotriz

El freno de tambor es un sistema que aplica la fuerza de frenado usando material

de fricción que es empujado contra la superficie interior de un tambor que gira

conjuntamente con el neumático. Una gran fuerza de frenado puede ser obtenida

comparativamente con una pequeña fuerza de presión en el pedal.

Imagen 13: Freno de tambor

Cilindro de Rueda

Este cilindro convierte la presión hidráulica del cilindro maestro en una fuerza que

mueve la zapata de freno.

Imagen 14: Cilindro de rueda

Zapata de Freno y Forro de Zapata de Freno 

La zapata de freno tiene la misma forma circular como el tambor de freno y tiene

un forro de zapata de freno (material de fricción) fijado a su circunferencia exterior.

El forro de la zapata de freno es un material de fricción que obtiene fuerza de

frenado de la fricción entre este y el tambor de freno cuando este rota. Materiales

con excelente resistencia al calor y resistencia al desgaste son usados.

Imagen 15: Zapata de Freno

Tambor de Freno

El tambor de freno es hecho de hierro fundido. Hay una pequeña holgura

establecida entre el tambor y el forro de la zapata. El tambor de freno rota

juntamente con el neumático. Cuando los frenos son aplicados, el forro de zapata

de freno es empujado contra el interior del tambor, estableciendo la fricción que

genera la fuerza de frenado.

Imagen 16: Freno de tambor, grados de libertad (1)

Imagen 17: Freno de tambor, activación de las zapatas de freno a través del cilindro de rueda, y del pedal de freno, grados de libertad (1)

Palanca de Ajuste (Mecanismo de Auto Ajuste)

Este es un mecanismo que ajusta la luz entre el tambor de freno y el forro de la

zapata de freno automáticamente, corrigiendo la holgura tanto como sea necesario

cuando el freno de estacionamiento es operado. 

Bibliografía:Taladros y Brocas. 2009. Taladros Radiales. Visitado el 20 de abril de 2012 del sitio web:

http://taladrosybrocas.com/taladros-radiales-c/

http://www.sprl.upv.es/iop_pm_44.htm#punto1

http://platea.pntic.mec.es/vgonzale/cyr_0708/archivos/_15/Tema_5.4.htm

http://wikifab.dimf.etsii.upm.es/wikifab/index.php/

Usuario:1485_11999#Grados_de_libertad_de_un_robot

http://www.juntadeandalucia.es/averroes/iesalfonso_romero_barcojo/departamentos/

tecnologia/unidades_didacticas/ud_controlroboticav1/morfologia%20de%20un%20robot.pdf

http://www.automotriz.net/tecnica/conocimientos-basicos-48.html

http://mecfunnet.faii.etsii.upm.es/mecanova/problemas/PA-8_v1.pdf

http://www.quiminet.com/articulos/gato-hidraulico-funcionamiento-y-tipos-2650085.htm