Procedimiento para la obtención de modelos CAD de piezas prismáticas a partir de la técnica de digitalización de proyecciones ortogonales. Caso de estudio de un punzón de llaves de cerraduras

Las técnicas de Diseño e Ingeniería Asistido por Computadora (CAD/CAE) han alcanzado enorme importancia en la industria mecánica, pues reducen tanto el costo económico como el tiempo de diseño de piezas, máquinas y componentes estructurales. En el proceso de conformado de metales es crucial controlar la geometría del punzón y la matriz de corte, pues los defectos geométricos en este tipo de herramientas suelen ser muy costosos. Para el análisis efectivo por el Método de Elementos Finitos (MEF) es importante determinar las características geométricas de los modelos que se analizan. En la presente investigación se presenta un procedimiento para determinar la geometría de un punzón de corte para llaves de cerraduras a partir de la técnica de digitalización de proyecciones ortogonales en la cual se hace uso de un proyector de perfiles digital de banco CPJ-3000A. Posteriormente, se importa la geometría a un programa CAD para obtener el modelo virtual de la herramienta de conformado. El modelo virtual presentó características geométricas aptas para el posterior trabajo de simulación numérica, demostrando que el procedimiento planteado constituye una alternativa viable para la digitalización 3D de piezas mecánicas de mediana complejidad.

Metodología de diseño para robots paralelos de cinco eslabones y dos grados de libertad

En el presente trabajo se propone una metodología de diseño de robots paralelos de cinco eslabones y dos grados de libertad que hace uso de herramientas tecnológicas para simplificar el proceso de diseño. El uso de simuladores permite el diseño sin necesidad del uso y cálculo del modelo dinámico del sistema, de esta manera agilizar el proceso de diseño y permitir ajustes en el diseño de manera eficiente. La metodología se presenta con un diagrama de flujo donde se desarrollan los siguientes pasos: definición de problema y restricciones, cálculo de cinemática inversa, propuesta de longitud de eslabones, propuesta de actuadores, propuesta de diseño y material de eslabones, diseño CAD, simulación dinámica, análisis por elemento finito, construcción de prototipo, programación de microcontrolador, selección de etapa de potencia y diseño de interfaz. Un robot paralelo de cinco eslabones y dos grados de libertad es desarrollado para ejemplificar la metodología de diseño y se valida que este cumpla adecuadamente con el problema y la tarea definida.

Reintroducing Industrial Engineering Students to Manufacturing through Environmental Pertinence

Manufacturing is a key economic activity. Its know-how and its competitive advantages have shaped the history of humankind. In many Industrial Engineering (IE) programs, however, manufacturing is not taught as related to process know-how, but as systemic integration and management. It is possible to capitalize on the recent 3D printing technologies to reintroduce IE students to manufacturing principles through prototyping projects. Sparking the interest of IE students, though, can also be achieved through selecting problems of environmental awareness. This work describes a project of self-assemblies developed under the scheme of undergraduate research that makes prototyping a central endeavor with the aim to foster plastic recycling as an end goal.

Estudio mecánico de un acero cromo-molibdeno con recubrimiento duro

Se evalúa el tratamiento termoquímico de boro a temperaturas de 950 y 1000 °C, con un tiempo de exposición de 2 y 0.5 h; la adhesión de la capa se analiza mediante la técnica de Rockwell C prescrita por la norma alemana VDI 3198 y obtener una clasificación cualitativa; por microscopía óptica se observa la tasa de crecimiento y la morfología de la capa de FeB / Fe₂B en la superficie del material; la presencia de fases FeB / Fe₂B se determinó por difracción de rayos X (XRD). La técnica de microscopía electrónica de barrido (EDS) muestra la distribución de los elementos de aleación en la capa del sustrato FeB / Fe₂B formada en la superficie del acero de medio carbón. El módulo elástico y la dureza se obtuvieron con ensayos de nanoindentación en la capa bifásica generada. Esta investigación tiene como objetivo caracterizar la morfología, comportamiento adhesivo y mecánico del recubrimiento de boruro formado en un acero AISI 4140 mediante la técnica de pasta deshidratada, con bajos tiempos de difusión que evitan la formación en demasía de la fase frágil FeB.

Design of Control Interface for a SCARA Manipulator with Subactuated Final Effector

The decoupled control of robots eases the generation of trajectories of position, speed and acceleration, as well as the combination of sequences of movement in the joints. The aim of this work is to develop an application for motion control, integrating a virtual model into a prototype SCARA manipulator of 4 DOF. The methodology consists: 1. Definition of the manipulator's workspace; 2. Preparation of the control diagram in LabVIEW; 3. Configuration and communication with Arduino hardware. 4. Development of the interface for simultaneous movements; 5. Configuration of the communication interface with SolidWorks. Developing such integration requires particular hardware characteristics that support simulation and communication environments between the different software mentioned, as well as the acquisition and processing of analog signals used in the control algorithm applied to the model, with Lagrange polynomials and direct and inverse kinematics modelling by the Denavit-Hartenberg method.

Análisis de falla sobre roles para cuerdas metálicas

Se realizó un análisis de falla usando técnicas de caracterización sobre elemento mecánico llamado Rol; diseñado para realizar cuerdas internas a flechas, el material del elemento mecánico es un acero AISI M5. Se utilizó el análisis visual de la pieza, líquidos penetrantes, dureza HRC, microscopia óptica y microscopia electrónico de barrido, con el fin de determinar la causa de su falla en servicio. El estudio demuestra que el fallo ocurrió por fatiga mecánica. En la zona cercana a la periferia del rol, presenta unas zonas con carburos irregulares en la matriz con dureza irregular y presencia de cambios microestructurales. El rol presenta una grieta en la periferia de la pieza, esto conlleva posteriormente al colapso y fractura del rol. Con técnicas de caracterización se determinan, los diversos factores que ocasionaron la fractura, los resultados de los estudios metalúrgicos y concluyendo que el tratamiento térmico no fue el óptimo.

Análisis comparativo de la modificación del parámetro de inercia para la mejora en el desempeño del algoritmo PSO

En este trabajo se presenta un desarrollo para mejorar el desempeño del algoritmo de optimización metaheurístico nombrado Particle Swarm Optimization (PSO). El algoritmo PSO está inspirado en el comportamiento que demuestran los grupos de individuos en la naturaleza, como ejemplo podemos mencionar las parvadas y los cardúmenes. Cada individuo o partícula, de forma análoga en un proceso matemático; es considerado como una posible solución y en ellos se contempla, como información relevante, su posición y la velocidad. La velocidad de cada partícula es modificada al multiplicarse por un parámetro nombrado factor de inercia y es este parámetro que proponemos modificar para mejorar el desempeño del algoritmo. La modificación del factor de inercia se desarrolla de dos maneras, decremento lineal y decremento caótico. Se han considerado las funciones de referencia Eggholder y Six-Hump Camelback, para determinar la mejora en el desempeño del algoritmo PSO. Los resultados presentados en este trabajo indican un mejor desempeño al aplicar el decremento de tipo caótico al factor de inercia.

Estudio evaluativo de riesgo psicosocial en el desempeño de labores de seguridad privada

El estudio se realizó con el personal de vigilancia y seguridad en una institución de educación superior del Estado de México, en ella se analizan factores relacionados a un requerimiento normativo que establece los elementos para identificar, analizar y prevenir los factores de riesgo psicosocial, así como para promover un entorno organizacional favorable en los centros de trabajo e incrementar la Productividad en el desempeño del personal de seguridad. El Proyecto se refiere a la sensibilización de la NOM-035-STPS-2018 que fue dada a conocer para consulta pública el 26 de octubre de 2016 y fue publicada el 23 de octubre del 2018, para entrar en vigor el 23 de octubre de 2019. El método estadístico aplicado fue el análisis de regresión entre la productividad en el desempeño administrativo (Variable suma de productos ya que en forma conceptual se expresa como la producción de recursos por unidad de tiempo), de las Variables de la Ergonomía Organizacional y para darle sustento explicativo a las variables, se utiliza una matriz de correlaciones entre las variables y los Método Ergonómicos RULA y OWAS. Los Resultados muestran que existe un alto riesgo para los trabajadores de seguridad de adquirir patologías a mediano y largo plazo.

Análisis de falla de encendido en motores de combustión utilizando señales de vibración basado en el cálculo y reducción de indicadores estadísticos

En este trabajo de investigación se propone una metodología de diagnóstico basada en el cálculo y reducción de indicadores estadísticos estimados de señales de vibración para la detección de fallas de encendido o por chispa en un motor de combustión interna (MCI). El trabajo realizado por los autores incluye la caracterización de señales de vibración mediante cuatro indicadores estadísticos capaces de modelar la tendencia y describir cambios en las señales. Además, en el método propuesto se introduce el uso de las técnicas de reducción de indicadores estadísticos como análisis de componentes principales y análisis discriminante lineal las cuales tienen la capacidad de reducir la dimensionalidad de la base del conjunto original de indicadores en el dominio del tiempo y obtener representaciones visuales de los patrones característicos de las condiciones de operación evaluadas. El método propuesto se evalúa sobre datos experimentales adquiridos durante la operación normal y con falla de encendido de un MCI en régimen de velocidad baja y alta. El procesamiento de las señales de vibración adquiridas y la aplicación de la metodología de diagnóstico propuesta se hizo bajo el entorno de programación de Matlab. Los resultados obtenidos en patrones característicos bidimensionales presentan claramente la separación de las diferentes condiciones de operación, dichos resultados demuestran que la metodología permite detectar fallas en MCI generadas en el sistema de encendido y que la detección de las fallas se puede realizar de forma efectiva independientemente de la velocidad de giro del motor.

Rúbrica socioformativa para validar el constructo “gestión del conocimiento” durante el desarrollo de proyectos formativos con estudiantes de ingeniería

Una de las necesidades que se tiene en escuelas de nivel superior, es la falta de instrumentos confiables para realizar evaluaciones objetivas de los desempeños que los estudiantes desarrollan. En ese contexto, en este artículo, se reportó el proceso que se llevó a cabo para validar el constructo “gestión del conocimiento” (GC), en una rúbrica socioformativa, diseñada para evaluar la “GC” en estudiantes de nivel superior en el área de Ingeniería, durante el desarrollo de proyectos formativos y se determinó su confiabilidad. Se aplicó un estudio metodológico descriptivo de validez y confiabilidad de constructo “GC” a través del análisis factorial exploratorio, se usó el software estadístico SPSS. Este estudio, se llevó a cabo con una muestra población objetivo de 152 estudiantes de la Carrera de Ingeniería en Comunicaciones y Electrónica (ICE), de la Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica (ESIME), Unidad Culhuacán (UC), del Instituto Politécnico Nacional (IPN). La rúbrica Socioformativa resultó con validez de contenido, determinada a través del cálculo de la V de Aiken, con valores superiores a 0.8, en la mayoría de las variables, con aportaciones de juicio de expertos. La fiabilidad del instrumento se determinó a través de dos métodos: el alfa de Cronbach (grupo piloto) y a través del análisis factorial exploratorio (muestra población objetivo), resultando en ambos métodos, valores mayores de 0.8. Se concluye: la rúbrica socioformativa, con la que se pretende evaluar el constructo “gestión del conocimiento”, muestra validez de constructo aceptable y alta confiabilidad para ser aplicado en el contexto descrito.