Restauración de la instalación eléctrica y el sistema de control de un prototipo de transelevador trilateral para el acomodamiento de tarimas de carga en una bodega

Abstract

El presente trabajo de graduación tuvo como objetivo restaurar un prototipo de transele­vador trilateral, ubicado en la Universidad del Valle de Guatemala, el cual fue diseñado para automatizar el almacenamiento y recolección de tarimas en una bodega simulada. El pro­totipo presentaba deficiencias en su instalación eléctrica, control operacional y usabilidad, limitando su funcionalidad y potencial como un proyecto demostrativo o herramienta edu­cativa. La restauración incluyó el rediseño e implementación de un algoritmo de control basa­do en una máquina de estados finitos en una placa Arduino Mega 2560. Este permitió al transelevador ejecutar movimientos precisos en los ejes X, Y y Z, así como giros de 180º para operar en pasillos paralelos. Se incorporaron finales de carrera para recalibración auto­mática, aumentando la precisión y fiabilidad del sistema. Por otra parte, se desarrolló una interfaz gráfica en Python, la cual se ejecuta en una pantalla táctil mediante una Raspberry Pi 3. Esta facilitó la interacción con el prototipo y gestionó un inventario virtual sencillo en tiempo real. Los sistemas restaurados fueron validados mediante pruebas funcionales que evidencia­ron un prototipo preciso, eficiente y completamente operativo, capaz de automatizar tareas de almacenamiento y recolección de tarimas en una bodega simulada. Al ser un proyecto demostrativo y funcional, el cual abarca conocimientos de distintos cursos y herramientas aprendidas a lo largo de la licenciatura en ingeniería mecatrónica, este aporta valor edu­cativo, técnico y demostrativo, como una herramienta de aprendizaje en automatización aplicada.

The objective of this graduation project was to restare a trilateral stacker crane prototype located at Universidad del Valle de Guatemala. The prototype was designed to automate the storage and retrieval of pallets in a simulated warehouse. However, it exhibited deficiencies in its electrical installation, operational control, and usability, limiting its functionality and potential as a demonstrative project or educational tool. The restoration included the redesign and implementation of a control algorithm based on a finite state machine, implemented on an Arduino Mega 2560 development board. This allowed the stacker crane to execute precise movements along the X, Y, and Z axes, as well as 180º rotations to operate in parallel aisles. Limit switches were incorporated for automatic recalibration, enhancing the system's precision and reliability. Additionally, a graphical user interface (GUI) was developed in Python, running on a touchscreen powered by a Raspberry Pi 3. This interface facilitated interaction with the prototype and managed a simple real-time virtual inventory. The restored systems were validated through functional testing, which demonstrated a precise, efficient, and fully operational prototype capable of automating pallet storage and retrieval tasks in a simulated warehouse. As a functional and demonstrative project encompassing knowledge from various courses and tools acquired throughout the mechatro­nics engineering program, it provides educational, technical, and demonstrative value as a learning tool for applied automation.