Ingeniero

Desarrollo de un prototipo de robot paralelo didáctico:
modelación, simulación, construcción y control
Temática: Mecatrónica para instalaciones eléctricas eficientes y automatización

Arturo Urbajelo Contreras, CIAAM de la Universidad Tecnológica del Sur de
Sonora, Departamento de Mecatrónica, arturouc@yahoo.com.mx
Eusebio Jiménez López, CINNTRA de la Universidad Tecnológica del Sur deSonora – ULSA Noroeste-IIMM, Departamento de Mecatrónica,
ejimenezl@msn.com
Alberto Quintero Esquer, Universidad Tecnológica del Sur de Sonora,
Departamento de Mecatrónica, beto_jaqe@hotmail.com

RESUMEN
Uno de los campos secundarios que más utiliza la Mecatrónica para su
enseñanza y aprendizaje es el de la robótica. Muchos proyectos de clases o de
titulación se orientan al desarrollo deprototipos robóticos, pues estos
representan en esencia, un sistema mecatrónico. Para motivar a los alumnos
de la carrera de Mecatrónica y Automatización de la Universidad Tecnológica
del Sur de Sonora, se han desarrollado prototipos los cuales sirven para
mostrar las aplicaciones, las tecnologías y los métodos de la Mecatrónica. En
este artículo se presenta el desarrollo de un prototipo de robotparalelo
didáctico. El modelo cinemática de posicionamiento fue generado usando
matrices homogéneas. Fue usado la plataforma de programación Visual Basic
V6 para programar los modelos y visualizar los resultados. Se construyó un
prototipo del robot para mostrar la representatividad del modelo cinemático. El
movimiento del robot se ejecuta por motores paso a paso con transmisiones deengranes rectos. Finalmente, el robot es usado para capacitar y entrenar
alumnos y profesores de la Universidad tecnológica del Sur de Sonora.
Palabras clave: Robótica paralela, electrónica, Visual Basic V6, prototipos

1 Introducción.
La mecatrónica es la integración sinérgica de la ingeniería mecánica, con la
electrónica y el control inteligente por computadora en el diseño de
manufactura deproductos y procesos industriales [1]. Los productos derivados
de la aplicación de la mecatrónica son óptimos y comercialmente competitivos.
El término mecatrónica se acuñó por primera vez en Japón en 1969 y en
México hace apenas aproximadamente 20 años que fue formalmente
introducido en los planes de estudio de las Universidades. Por lo tanto, a la
fecha, el estudio de la mecatrónica enMéxico no ha logrado todavía generar la
suficiente experiencia que permita mejorar los métodos de enseñanza. Este
hecho puede interpretarse en el sentido de que la mayoría de las aplicaciones
de la mecatrónica en México se refieren a la generación de modelos y
prototipos robóticos didácticos [2].

En este sentido, la mecatrónica se auxilia en la robótica para lograr objetivos
didácticos. Dehecho, de acuerdo con [3], un robot es un sistema mecatrónico.
Para motivar a los alumnos en la enseñanza de la Mecatrónica, es necesario
llevar a la práctica los conocimientos teóricos aprendidos. El desarrollo de
prototipos, como por ejemplo un robot didáctico, es una opción viable [4]. Lo

robótica educativa estudia diversos tipos de robots, entre los más comunes
está el tipo antropomorfo.Un robot que también es usado para propósitos
didácticos es el tipo paralelo. Este sistema mecatrónico tiene ventajas y
desventajas en relación con los robots antropomorfos. El tipo paralelo tienen
una alta rigidez y alta precisión, pero tienen un área de trabajo muy delimitada
y por su configuración paralela generalmente suelen tener complicaciones
mecánicas. Otra diferencia importante enrelación con los robots paralelos es el
hecho de que la formulación y la solución del problema cinemático directo es
más sencillo en los robots antropomorfos, y se complica en los robots paralelos
[5]. Formalmente, un robot paralelo se define de la manera siguiente [6]:

“Un robot paralelo es un mecanismo de cadena cerrada constituido por un
órgano terminal de “n” grados de libertad y una...