Robotica

2010

Instituto Politécnico Nacional
Unidad Profesional Interdisciplinaria de Ingenierías y Tecnologías Avanzadas

Reporte final de la construcción de un robot tipo SCARA

Asignatura: Mecatrónica VI Alumnos: Álvarez Toledo Jorge Cortez Vázquez Ricardo García Facio David Morales Cabrera Gustavo Rabadán Ortiz Adrian Rodríguez Hernández Héctor Rodríguez Palomeque Yair Sánchez Chaparro MiguelÁngel San Miguel Rodríguez Josué Daniel

Carrera: Ingeniería en Mecatrónica Semestre: 8º 2009-2010 B Grupo: 8MM1

Índice 1. Campos de aplicación de un robot tipo SCARA 1.1 Objetivos generales 1.2 Objetivos Particulares 1.3 Justificación del uso de un robot tipo SCARA 1.4 Requerimientos necesarios para el uso de un robot tipo SCARA 2. Viabilidad económica 2.1 Beneficios esperados 2.1.1 A nivelmacroeconómico 2.1.2 A nivel microeconómico 2.1.3 A nivel personal 2.2 Distribución de las labores dentro del equipo de trabajo 2.3 Análisis Costo Beneficio 2.3.1 Recursos Disponibles 2.3.2 Costos esperados 2.3.3 Costo de producción unitario 2.3.4 Fijación del precio de venta 2.3.5 Proyección económica a 5 años 3. Especificaciones técnicas del robot 4. Desarrollo técnico del robot 4.1 Validaciónmecánica del diseño 4.1.2 Análisis de eslabón 2 4.1.3 Análisis de eslabón 1 4.2 Adaptaciones y modificaciones finales al diseño 4.2.1 Rodamientos 4.2.2 Transmisión por cadena 4.2.3 Dimensiones finales de los eslabones 4.3 Control de posición de motores de CD 4.4 Diseño y control del actuador final (gripper) 4.5 Control por visión artificial 4.5.1 Área de Visión y Calibración de Cámara 4.5.2Programación 4.6 Interfaz de Usuario 4.7 Modelo Dinámico del Robot Scara 5. Conclusiones 6. Referencias bibliográficas 7. Anexo A: Tablas sobre viabilidad económica 8. Anexo B: Validación del diseño mecánico 9. Anexo C: Planos del diseño mecánico 10. Anexo D: Desarrollo matemático para control de motores de CD 11. Anexo E: Programas para el control de posición en motores de CD

Diseño y Construcciónde robot SCARA
1. Campos de aplicación de un robot tipo Scara 1.1 Objetivos Generales Crear un robot Scara que sea capaz de realizar movimientos con alto grado de precisión y repetitividad. 1.2 Objetivos Particulares  Aplicar los conceptos básicos de cinemática directa e inversa, así como la matriz jacobiana.  Diseñar y validar la estructura mecánica del robot.  Desarrollar un sistema decontrol PID para regular la posición motores de CD.  Implementar un sistema de control retroalimentado por visión artificial.  Construir un gripper que sea capaz de mantenerse a una altura constante respecto a una superficie. 1.3 Justificación Los robots de configuración SCARA son ideales para procesos en los que se manejan pequeños productos y al mismo tiempo se demanda velocidad y precisión en losmovimientos. En industrias donde están presentes procesos de agarrar y posicionar (pick and place) los robots SCARA son ideales, pues su tamaño es sumamente reducido en comparación con manipuladores cartesianos, además que su mantenimiento es relativamente más barato y por su propia configuración presentan movimientos más limpios. Las tareas principales que desempeñan los robots SCARA dentro de laindustria farmacéutica y alimenticia son las de separar objetos en las líneas de producción, ya sea por defecto o porque serán empacados, motivo por el cual los movimientos deben ser rápidos y precisos, tal como se puede observar en la figura 1. Una necesidad que suele presentarse es la de esquivar objetos que estén dentro de un rango de alturas, para ello el gripper del robot SCARA es capaz deadaptar su altura de forma automática sin dejar de sujetar el objeto transportado.

Figura 1.3a. Aplicaciones de los robots SCARA.

Figura 2.3b. Aplicaciones de los robots SCARA.

1.4 Requerimientos Los requerimientos básicos con los que debe de cumplir un Robot SCARA que tenga aplicaciones dentro de la industria farmacéutica o alimenticia, son los siguientes:  Dimensiones. Las dimensiones...