Robot para calzado

DISEÑO MECATRONICO DE UN ROBOT CARTESIANO ENFOCADO AL CORTE DE PIEZAS DE CALZADO
Ismael Morales Mata, Yu Tang
División de Estudios de Posgrado Facultad de Ingeniería. UNAM A.P. 70-273 04510 México D.F. e-mail: i_morales_mata@hotmail.com , tang@servidor.unam.mx

Resumen
Se presenta el avance del diseño mecatrónico de un robot especializado en efectuar cortes de piezas de calzado sobre piel.Los cortes se efectúan por medio de una navaja montada en un sistema rotacional (φ), movido por un mecanismo prismático (x, y, z) configurando un robot cartesiano de cuatro grados de libertad. Palabras claves: Mecatrónica, robot cartesiano industria del calzado.

entorno tecnológico y de automatización muy por encima del existente en nuestro país. El diseño del robot se sustentó en la informacióntécnica del proceso y su problemática, aportado por el departamento de corte y forro de un fabricante de calzado de León, Gto., así como en las características funcionales de tres máquinas cortadoras de piel. En base a lo anterior se estableció el objetivo del diseño: Obtener el corte de piel con las normas y características de calidad requeridas por los fabricantes de calzado y la capacidad deexpansión para la personalización funcional del robot a los requerimientos particulares de cualquier fabricante. El presente trabajo tiene como objetivo generar tecnología de desarrollo, aplicación y apoyo para la industria del calzado en lo que concierne al proceso de corte de piel. Pudiendo competir ampliamente en eficiencia y costos con los equipos existentes. Ya que para la micro y pequeñaindustria, el costo de este tipo de maquinaria es el factor decisivo que anula su adquisición.

1 Introducción
El corte de piezas de piel para la fabricación de calzado, es el proceso más importante para la industria del calzado. El cuero es el insumo más costoso de todo el proceso, representando aproximadamente el 40 % del costo del producto final terminado. El corte industrial de piezas decalzado se efectúa utilizando moldes laminares o dados de corte (suajes). En ambos métodos, el obrero define, acomoda y efectúa cada uno de los cortes en forma secuencial durante la jornada de trabajo. El óptimo acomodo depende únicamente de la observación instantánea y la experiencia individual del trabajador. Esto significa que el desperdicio de piel varía de obrero a obrero, aún trabajando el mismomodelo de calzado. Lo importante en este proceso, son los rangos de pérdidas que se pueden generar al efectuar manualmente los acomodos de cada pieza a cortar. Este es el punto crítico y más importante considerado por el industrial. En la industria del calzado de León, Gto no se utilizan máquinas automatizadas para el corte de piel. Los motivos determinantes son: Es bastante la dependenciatecnológica que se adquiere de los fabricantes al comprar estos equipos. La relación costo/producción de estos equipos no es justificable para el industrial nacional, debido al costo de la mano de obra de que se dispone. Las máquinas cortadoras de piel existentes, están diseñadas para ser integradas dentro de un rol de producción de calzado diferente al nacional. Se caracteriza por estar rodeado de un

2Diseño mecánico del robot.
Se determinó diseñar una estructura mecánica sencilla pero a la vez robusta usando el método mecatrónico [1], con el fin de soportar largas jornadas de trabajo y un moderado uso rudo.

A - AREA DE CORTE
B

B - SISTEMA MECANICO
DE CORTE

C A

SISTEMA DE SUCCION

C

Fig. 1) – Robot cartesiano de cuatro grados de libertad

Consiste en una superficie planaadaptada con tres carros que se deslizan sobre guías y un sistema rotacional para soportar la navaja (Fig. 1). Estos carros y el sistema rotacional son los eslabones del sistema (x, y, z, φ) que configuran un robot cartesiano de cuatro grados de libertad. La tarea específica que va a realizar este robot es: A partir de los contornos de las piezas de calzado patrón, generar el seguimiento de...