. REPORTE BRAZO ROBOT Flavio Jaramillo Flavio.jaramillo@espoch.edu.ec no solo por su eficacia al realizar trabajos, sino porque sustituye al hombre en labores de producción que no corresponden a un humano, es decir mejora la calidad de vida. 1 RESUMEN: Este proyecto consta de la realización de un brazo robótico que pueda realizar el juego de “el gato”, pero que también puede ser usado para otras aplicaciones. Para poder realizar este proyecto se aplican conocimientos adquiridos en distintas materias como lo son CAD para Ingeniería, Mecánica y Sistemas embebidos, para que este tenga un buen funcionamiento y diseño. 4.1 Uso de servomotores 2 PALABRAS CLAVE: Brazo manipulador, automatizado, robótico, 3 INTRODUCCIÓN Un brazo robótico es un tipo de brazo mecánico con funciones parecidas a las de un brazo humano, las partes de estos manipuladores o brazos son conectadas a través de articulaciones que permiten, tanto un movimiento rotacional, como un movimiento de traslación o de desplazamiento. Este brazo es usado para operaciones de ensamblaje, fundición a presión, máquinas de desbarbado, soldadura, pintado en spray, etc. Pues es de mucha utilidad debido a que tiene como mínimo 3 articulaciones. Algunos brazos multi-articulados están equipados con servo controladores, o controladores por realimentación, que reciben datos de un ordenador. Cada articulación del brazo tiene un dispositivo que mide su ángulo y envía ese dato al controlador. Si el ángulo real del brazo no es igual al ángulo calculado para la posición deseada, el servo controlador mueve la articulación hasta que el ángulo del brazo coincida con el ángulo calculado. Los controladores y los ordenadores asociados también deben procesar los datos recogidos por cámaras que localizan los objetos que se van a agarrar o las informaciones de sensores situados en las pinzas que regulan la fuerza de agarre, 4 FUNDAMENTOS Un brazo robótico es un tipo de brazo mecánico, normalmente programable, con funciones parecidas a las de un brazo humano; este puede ser la suma total del mecanismo o puede ser parte de un robot más complejo El brazo robótico ha sido diseñado en base a la gran versatilidad del brazo humano, en un principio los diseños fueron rudimentarios pero con el tiempo se logró igualar, incluso, superar la complejidad de los movimientos. El bazo robótico es de gran importancia en la industria 4.2 MOVIMIENTOS DEL BRAZO 4.2.1 PRIMER MOVIMIENTO 1 . El giro que realiza la base es de 360º , esto para que el brazo no tenga ninguna dificultad para alcanzar las fichas a utilizar. 28 cortes 1 6 20 1 360° Acrílico 3mm Arduino MEGA Servomotor MG995 Cables machomacho Base placa de acero $580.00 $0.00 $240.00 $100.00 $750.00 $100.00 $70.00 $0.00 $50.00 $0.00 4.2.2 SEGUNDO MOVIMIENTO Situado entre la base y el brazo y cada una de las articulaciones. El movimiento es vertical dando un giro de 0º a 70º aproximadamente para alcanzar una altura considerable y no tener ningún obstáculo al tiempo del giro. 6 ECUACIONES A continuación se muestran algunas de las fórmulas que pueden ser utilizadas para calcular el movimiento del brazo. 6.1 Relación de transmisión de engranajes Ec. (1) 4.2.3 TERCER MOVIMIENTO 6.2 Desplazamiento angular En este tercer movimiento se da a través del giro y balance de la garra que tomara las piezas ubicada en la punta del brazo robótico. Ec. (2) 6.3 Par de torsión 5 JUSTIFICACIÓN Ec. (3) En la actualidad los brazos robóticos son muy usados pues pueden realizar diversas aplicaciones desde el manejo de sustancias peligrosas, manejo de materiales explosivos hasta en líneas de ensamblaje y fines académicos es por eso que optamos por construir un brazo robótico, esto a su vez nos sirve para desarrollar nuestra creatividad y ganar más experiencia en cuanto al desarrollo de habilidades y destrezas. 6 DESARROLLO Costo de materiales CANTIDAD 24 ARTICULOS Tornillos PRECIO $12.00 A continuación se muestran a detalle las piezas que componen el brazo robótico que serán ensambladas en el mecanismo COSTO DE ENVÍO $0.00 2 . Esta soportara todo el peso del brazo y lo movera a 180° de libertad 6.1Brazo Antebrazo Este tendrá una longitud de 15 cm y su ancho será de 5 cm, su construcción será muy parecida a la del brazo con la particularidad de que este debe ser mas resistente al tener que cargar con el peso de todo el modelo. Brazo Este medirá 20 cm de largo por 4 cm de ancho, estará agujereado en los extremos para colocar los ejes y tendrá unos travesaños hechos de tubos huecos para que sea tanto resistente como liviano. Base giratoria 6.2 GARRA REFERENCIAS Antebrazo Base garra Brazo Engrane Soporte Principal Base Constara de una pieza circular con una circunferencia de 11 cm, realizada en acrilico de 3mm de grosor. Base Principal 3 . implicaba construir un brazo robótico como las piezas que se diseñarían para la estructura, los motores, el material de las piezas y el micro controlador que utilizaríamos para programar. Los robots desde su creación han ayudado al hombre a realizar sus tareas diarias en este caso nuestro robot podrá jugar a “el gato”. La construcción del brazo robótico está dirigida más que todo a la construcción de estas herramientas como para la implementación de distintas tareas así como también el de tomar modelos posteriores para mejorarlos. La construcción de este brazo trajo inconvenientes inesperados dado que el grado de conocimientos que teníamos antes de comenzarlo a construir no era muy alto, estos inconvenientes se fueron resolviendo poco a poco al buscarles soluciones rápidamente. Es muy importante el uso de materiales livianos para la construcción de un brazo mecánico, ya que todo peso adicional redundará en una complejidad mecánica y económica, debido a que obligará a utilizar motores de mayores potencias. Un buen material es el aluminio o el plástico, este es fácil de conseguir, relativamente económico y extremadamente liviano en comparación con su dureza. A medida que avanzamos en el proyecto nos enfrentamos a varios problemas, especialmente al de la programación del movimiento del brazo ya que para hacerlo tuvimos que utilizar distintas herramientas como acudir con nuestros demás compañeros o investigar en internet, más a fondo, sobre el lenguaje de programación. Sujetadores móviles 8 Ensamblaje Garra REFERENCIAS 7.1 Martín Hernández Ordoñez, Manuel Benjamín Ortiz Moctezuma, Carlos Adrián Calles Arriaga, Robótica: Análisis, modelado, control e implementación- 2015 Base de la garra Su función principal será ser guía de las uniones de cada pieza mediante pernos y tornillos además de que servirá para cubrirlas. 7.2 http://platea.pntic.mec.es/vgonzale/cyr_0708/archivos/_15/ Tema_5.4.htm Garra Su función será sujetar objetos para su transportación 7.3 Sergio Gómez González, SolidWorks® Práctico: Pieza, Ensamblaje y Dibujo. Volumen I– 2012 Perno de soporte Este unirá los engranes y los soportes móviles con la base de la garra para que puedan girar sobre él. 7.4 http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=84920503028 Engrane Uno de estos tendrá acoplado un motor el cual le permitirá moverse para, junto con los soportes móviles, cerrar y abrir la garra. 7.5 www.feriadelasciencias.unam.mx 7.6 José Rafael Lajara Vizcaíno, José Pelegrí Sabastià Sistemas Integrados en Arduino - 2013 Soportes móviles Estos servirán de guía para la garra. 7 CONCLUSIÓN 9 La realización de este proyecto nos ha llevado a integrar varios conocimientos que hemos adquirido a lo largo de la carrera de robótica. Al inicio teníamos ciertas dudas sobre lo que queríamos realizar y de cómo lo llevaríamos a cabo, con el tiempo fuimos haciendo investigaciones y recopilando información de todo lo que AGRADECIMIENTO La decisión de realizar este proyecto fue tomada por los profesores de las materias CAD para Ingenierías, Mecánica y Sistemas Embebidos, gracias a las clases impartidas por los profesores pudimos adquirir los 4 . conocimientos necesarios para llevar a cabo el brazo robótico. En la realización de este proyecto participamos nosotros los alumnos quienes aportamos directamente la mano de obra, nuestros padres que en determinado momento nos apoyaron con los materiales que utilizamos en la realización del proyecto. 5
