3.horizontal
Básicamente, el carro va a ser un bastidor con 4 ruedas, con un sistema capaz de moverlo con eficacia y precisión, y una mercancía:
la maquinaria de elevación, con todo lo que cuelga de ella.
el sistema de control: un microcontrolador con accesorios.
Construcción
Me cuesta conseguir ruedas fuertes de 10cm o menos, que se sujeten con facilidad a un eje de al menos 1cm. Los rodamientos también son un mundo, y no hablemos de los ejes. Cualquier ocurrencia tiene que ser susceptible de ser llevada a la práctica, así que no todo vale. He considerado varias posibilidades:
un cable de acero con poleas en ambos extremos de la línea de almacenaje, dispuesto a modo de cuerda de tender ropa y accionado por un motor estático, que tira del carro hacia los extremos.
un cable fijo y tenso que recorre el almacén de punta a punta, haciendo un bucle alrededor de una polea situada en el carro y movida por un motor.
un par de ruedas de goma que apoyen sobre el carril y empujen en carro, pero sin sostener el peso; estas ruedas pueden estar en el carro o ser un anexo, formando un par tractor+remolque.
dos pares de ruedas de poliamida solidarias a sendos ejes, sobre los que apoya el carro mediante rodamientos. Los ejes pueden ir acoplados con una cadena de transmisión, sobre la que actúa el motor.
Esta última es la opción que más me gusta. Habrá que encajar dos rodamientos en cada eje y disponer el carro para que apoye sobre ellos. No veo muy claro cómo hacerlo pero seguro que la masilla époxy me ayuda a fabricar un buen soporte.
Lógica
Va a haber 4 etapas para el posicionado horizontal: viaje, aproximación, colocación y parada. Por lo tanto habrá 3 hitos: inicio de aproximación, inicio de colocación y punto de parada. Para que la máquina se oriente voy a colocar en los carriles por los que se desplaza una serie de marcas, materializadas con pletinas que accionan interruptores del carro o son visibles por detectores de infrarrojos.
Para poder detectar inequívocamente el paso por las pletinas, estas tendrán la longitud suficiente como para requerir 2 ciclos de chequeo de interruptores. Esto es: si el programa va a comprobar el estado de los interruptores 10 veces por segundo y el carro lleva una velocidad de 50cm/s, las pletinas deberán medir al menos 10cm. Así el programa va a notar el paso por cada pletina al menos en un chequeo. A alta velocidad podemos detectar una pletina cuando hemos recorrido un máximo de 5cm de su longitud, pero con las velocidades de final de aproximación y colocación la distancia será de un máximo de 10 y 2mm respectivamente, así que podré usar la entrada en la pletina correspondiente a la caja objetivo como inicio de colocación, y la salida como punto de parada. El inicio de la aproximación me lo marcará la penúltima pletina. Lógicamente, la primera posición de caja necesitará una pletina adicional que haga de penúltima.
Hasta ahora hemos considerado que el programa sabe dónde está el carro y qué tiene que hacer para llevarlo a donde corresponda. Ahora vamos a estudiar la situación en el momento de arrancar el programa. Si el carro no está en el muelle habrá que llevarlo, así que necesitamos distinguir el muelle del resto del recorrido y lo más fácil va a ser usar un detector de distancia a una barrera próxima al muelle.
La forma normal de aparcar el carro en el muelle puede ser como sigue:
acelerar hasta velocidad de viaje, y mantenerla hasta detectar que esté a una distancia dada al muelle.
decelerar hasta velocidad de aproximación, y mantenerla hasta llegar a la zona de colocación.
decelerar hasta velocidad de colocación y mantenerla hasta llegar al final de la marca de colocación.
parar y esperar estabilización.
Ir a una posición dada de caja es parecido, pero no se pueden medir distancias hacia el lado del almacenaje, así que el paso por la pletina anterior a la que busco me indica que la distancia ya es reducida y hay que pasar a la velocidad de aproximación. Lógicamente habrá una pletina de caja virtual 0 que jugará el papel de penúltima para ir a la primera caja.
Para gestionar el carro voy a contar con 2 señales de control (alimentación del motor e inversor de giro) y 3 señales de estado:
detector de pletinas de colocación.
detector de giro del motor.
Otros dos interruptores más se tienen que encargar de proteger los topes mecánicos, cortando la corriente del motor si se alcanzan los topes longitudinales del carril.
El problema de la velocidad
Voy a utilizar motores universales (con escobillas) que giran a un régimen máximo de 3000rpm. En estos motores, si el rotor llega a parase saltan chispas entre las escobillas y el colector que lo dañan e inutilizan. Desconozco cuál será el régimen de giro mínimo que puedo lograr sin que se me pare el motor. Cuando lo sepa tendré clara la relación entre las velocidades máxima y mínima, y decidiré qué reducción aplicaré al motor.
Para medir la velocidad del motor voy a tener que
lograr que el giro del motor genere una corriente con una dinamo y pueda medirla.
recurrir a medir la velocidad de rotación de una rueda como la de los viejos ratones de bola con un detector de infrarrojos.
La primera opción parece más fácil pero primero tendía que conseguir la dinamo. La segunda es más viable.