Diseño de un módulo robótico para la inspección de soldaduras en superficies cilíndrica
En el presente trabajo se realiza el diseño de un módulo robótico de inspección de soldaduras, por medio de ultrasonido, en superficies cilíndricas y cónicas. La motivación principal es la inspección de las soldaduras externas del recipiente a presión del reactor nuclear argentino CAREM25. Habitualm...
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| Autor principal: | |
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| Formato: | Tesis NonPeerReviewed |
| Lenguaje: | Español |
| Publicado: |
2021
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| Materias: | |
| Acceso en línea: | http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/1037/1/1Lopez_Morillo.pdf |
| Aporte de: |
| Sumario: | En el presente trabajo se realiza el diseño de un módulo robótico de inspección de soldaduras, por medio de ultrasonido, en superficies cilíndricas y cónicas. La motivación principal es la inspección de las soldaduras externas del recipiente a presión del reactor nuclear argentino CAREM25. Habitualmente, esta tarea se realiza de forma manual, lo que presenta un inconveniente por el difícil acceso a las soldaduras. O también, se inspecciona de forma automática, por medio de módulos robóticos, los cuales son generalmente de gran tamaño y no podrían transitar por algunos cordones de soldadura debido a obstrucciones en el paso. Por ello, se propone como alternativa el diseño de un vehículo compacto.
Los principales requerimientos pedidos para este robot son: tamaño compacto, adaptación a distintas superficies cónicas y cilíndricas, liviano, maniobrabilidad y poder inspeccionar con más de una sonda. Después, se elige un problema en concreto para encarar en este trabajo, centrado en el Sistema de Movimientos, que es el encargado del desplazamiento del robot. Se decide realizar el mismo mediantes tres sub-sistemas: Conjunto de Adhesión, encargado de fijar el módulo a la superficie a inspeccionar, el Conjunto de Tracción, responsable del avance del módulo, y el Conjunto de Dirección, encargado de direccionarlo. A su vez, la tesis se centra en un desarrollo con menos profundidad de otros dos sistemas: el Sistema de Inspección, el cual brinda las herramientas necesarias para realizar la inspección en sí y el Sistema de Control, que brinda el control para operar el robot de forma remota. Se analizan con menor profundidad ya que no se construyen prototipos ni se realiza en detalle los esfuerzos a los que se sometan las piezas involucras.
En cuanto al Sistema de Movimientos, se opta por utilizar tres ruedas imantadas para poder fijarse a las superficies a investigar, las cuales son ferromagnéticas. También, se decide utilizar un motor de corriente continua para el avance del módulo, el cual, por medio de una correa y poleas dentadas, transmite la potencia mecánica a las ruedas. Para direccionar el robot se decidió utilizar un servomotor, el cual tracciona el eje de la rueda delantera haciendo rotar la misma.
De forma similar, se detalla el Sistema de Inspección. El mismo es el encargado de portar una o más sondas. Se divide al sistema en tres partes: el Conjunto de Transmisión, Portasonda y Equipo de Ultrasonido. Dentro del Conjunto de Transmisión, se coloca un sistema de guías para poder trasladar las sondas en el eje perpendicular al avance. También, se añaden estaciones estabilizadoras para garantizar una posición correcta de la sonda. El Conjunto Portasonda cuenta con paletas con las que puede sujetar a sondas de distintas dimensiones y le permiten variar la altura entre la sonda y la superficie a inspeccionar. Se añade un extensor en caso de requerir colocar más de una sonda en distintas posiciones.
En el Sistema de Control se describe el sistema responsable de transportar las señales requeridas. Por un lado, un operario dirige al módulo con una palanca de mando. Luego, el microcontrolador toma la señal y envía la información necesaria a los motores para cumplir con dicho pedido. Para suministrar corriente y control al motor de corriente continua se coloca un driver.
Por último, en función de los objetivos alcanzados y los aspectos no abarcados en la presente Tesis, se proponen caminos futuros para acercarse al producto ideal para la aplicación final. |
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