Splines

Introducción:

Para acercarnos más al conocimiento de los Robots Industriales, es preciso tocar el tema que se refiere al volumen de trabajo y la precisión del movimiento. Entre las características que identifican a un robot se encuentran su volumen de trabajo y ciertos parámetros como el control de resolución, la exactitud y la repetibilidad.

Nosotros pretendemos desarrollar unrobot tipo Scara articulado con tres grados de libertad.

Este brazo mecánico estará compuesto de la siguiente manera:

DISEÑO MECÁNICO.- Dentro del diseño mecánico nosotros debemos de considerar de que tipo de material será construido, el cual se está analizando, puesto que nuestro brazo principalmente es un brazo manipulador de objetos, y no estará expuesto bajo condiciones detrabajo muy rudas de trabajo.

Dentro de los materiales que se están analizando están principalmente aluminio o madera, por otra parte también se están considerando los sistemas por los cuales se dará movimiento a cada uno de los eslabones ya sea por medio de bandas dentadas, poleas, trenes de engranes.

MOTORES.- Dentro de los primeros bosquejos para el desarrollo del proyectopretendemos utilizar los motores a pasos, ya que son mucho más económicos y fáciles de conseguir a parte de que el proceso de control es un poco más sencillo de controlar.

¿Cómo funcionan los motores a Pasos?

Este tipo de motores permiten un avance de su eje en ángulos muy precisos y por pasos en las 2 posibles direcciones de movimiento, izquierda o derecha. Aplicando a ellos una debidasecuencia de señales digitales, avanzan por pasos hacia un lado u hacia a otro y se detienen exactamente en una determinada posición.

Cada paso tiene un ángulo muy preciso, determinado por la construcción del motor, lo que permite realizar movimientos exactos sin necesidad de un sistema de control por lazo cerrado.

Los motores paso a paso presentan grandes ventajas con respecto a lautilización  de servomotores debido a que se pueden manejar digitalmente sin realimentación, su velocidad se puede controlar fácilmente, tiene una larga vida, son pequeños, robustos y poseen un elevado torque en bajas revoluciones, lo que permite un bajo consumo tanto en vacío como en plena carga, su mantenimiento es mínimo, debido a que no tienen escobillas.

SCARA, cuyas siglas significanSelective Apliance Arm Robot For Assembly. Este brazo puede realizar movimientos horizontales de mayor alcance debido a sus dos articulaciones rotacionales. El robot de configuración SCARA también puede hacer un movimiento lineal (mediante su tercera articulación).

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Robot con configuración SCARA

Ahora analizaremos la cinemática de nuestroBrazo Robot

En cadenas cinemáticas abiertas cada par enlace-articulación (link-joint en inglés) era un grado de libertad. Numeraremos los links o eslabones y joints o nodos, desde el inicio de la cadena. La base de ésta, fija normalmente al suelo, será el enlace L 0, y no se cuenta como grado de libertad. La articulación J 1 será la que conecte la base al primer enlace móvil; los nodoscomienzan, pues, a numerarse desde 1, y no existe nodo al final del último enlace. Para el robot Scara únicamente utilizaremos 2 eslabones o links y tres nodos.

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En la figura superior: Cadena cinemática abierta y su numeración

Eje de una articulación es la recta definida como:

• La dirección de desplazamiento, en articulaciones traslacionales
• El eje de giro, enarticulaciones rotacionales

A continuación los parámetros DH de cada enlace son cuatro números reales, dos de ellos representando ángulos, y los otros dos, distancias, definidos del siguiente modo:

• ai es la mínima distancia (distancia perpendicular) entre el eje de la articulación i y el eje de la i+1. Por extensión, también denotaremos por ai al segmento de recta a lo largo de cual se da...