Automated Calibration Tool for Aircraft Circuit Breaker Component

Abstract

El objetivo de este proyecto es el diseño y fabricación de un sistema automático capaz de ajustar el ángulo y la posición de un componente bimetálico. Estos componentes bimetálicos son una de las piezas más importantes de los disyuntores que se utilizan como elemento protector en los circuitos eléctricos. Su función es la de saltar en el caso de que la corriente sea demasiado alta, puesto que podría provocar múltiples daños en el sistema. Este proyecto se realiza para “Sensata Technologies”, una empresa de ingeniería ubicada en Attleboro, MA, proveedor de sistemas de control, protección eléctrica y administración de potencia. El proceso de calibración que se realiza actualmente en Sensata Technologies se trata de un proceso manual que requiere de la noción previa por parte del profesional. Sin embargo, los trabajadores que realizan este proceso están cerca de la jubilación, de ahí que Sensata Technologies haya solicitado la automatización del proceso. La solución para este proyecto fue en primer lugar, el uso de un motor de paso junto a un engranaje para aplicar un par de torsión suficiente para que curvarse la pieza. Además, un medidor digital se utilizó para saber el valor de la distancia a calibrar. Como interconexión entre ambos sistemas, se utilizó un microprocesador. Finalmente, para facilitar la interacción entre el usuario y el sistema se utilizó una interfaz visual. Los resultados obtenidos después de varias iteraciones fueron satisfactorios, el sistema era eficiente y capaz de calibrar la pieza en tiempos razonables. Sensata utilizará el sistema como base de su futura automatización.

The purpose of this project is to design and manufacture an automated calibration tool capable of adjusting the angle and position tabs on a bimetallic thermal compensator. Bimetallic compensators are key components used in aircraft circuit breakers to trigger the circuit when currents are too high that could damage the different components. This project is done for Sensata Technologies, a company focused on electrical protection, control systems, and power management. The present process Sensata Technologies is using is manual and highly dependent on the instructor’s knowledge, adding to the fact that the current workers are retiring soon. Consequently, they are asking for the development of an automated calibration tool. The solution for this project was in the first place, the use of a stepper motor to apply the sufficient torque in order to bend the taps of the bimetallic compensator. To increase the torque applied, a set of gears was used. A digital drop gauge was used for the measurement of the distance to calibrate and a microprocessor was the interconnection between both systems. Finally, a graphical user interface was incorporated to facilitate the interaction between the user and the system. The results obtained after two iterations were satisfactory, the system was efficient and able to calibrate the piece in a reasonable amount of time. Sensata would use this system as a starting point of their automation.