Diseño de un sistema automatizado para la medición e identificación de pistones de motor gasolina de Toyota del año 1970 al 2011 por medio de visión artificial y láser.

Abstract

El proyecto consiste en el diseño de un dispositivo electrónico capaz de tomar mediciones de los diámetros y las ranuras de los anillos de distintos tipos de pistones de un motor de gasolina. Por medio de un micrómetro digital Mitutoyo, se toman las medidas de los diámetros acercando el palpador a la superficie externa del pistón, para después enviar la lectura a un microcontrolador a través de comunicación serial. Para la medición de las ranuras se proyecta la sombra en un sensor CMOS de imagen lineal de 128 pixeles. La medida se calcula en base a la cantidad de pixeles que ocupe la sombra proyectada. Además, con la ayuda del procesamiento de imágenes, se identifica la serie del motor al cual pertenece el pistón de muestra. Utilizando una cámara web se toma una imagen de la parte frontal y de la base del pistón, luego se comparan los rasgos más significativos con otros pistones que se encuentran en una base de datos. Con la medición precisa del diámetro y la identificación del pistón, se procede a desplegar toda su información mecánica que se encuentra en el catálogo Teikin, tal como: diámetro estándar, ancho de los anillos, cilindrada, tratamiento de superficie, diámetro del pasador, altura total, número de producto en inventario. Por último, se evalúa la superficie del pistón que está en contacto con los cilindros del motor, en busca de rayaduras debido al desgaste por suciedad. Se utiliza un microscopio digital para la toma de imágenes, conectado por medio de USB a la computadora. Las imágenes se procesan a través de un algoritmo y luego se despliegan las imágenes de las zonas más afectadas. Para el primer prototipo, se diseñó una estructura de barras lisas y roscadas para el desplazamiento vertical del pistón, el desplazamiento horizontal del micrómetro, un mecanismo de doble mandíbula para centrar y agarrar el pistón en una determinada posición. Todas las piezas se diseñaron en el software Autodesk Inventor 2018, para después realizarse en una impresora 3D en el departamento de electrónica.