Materia: Mecanismos Turno: Vespertino

Carrera: Mecatrónica

Escuela: Centro de Enseñanza Técnica Industrial

Calle: Nueva Escocia No: 1885 Colonia: Providencia C.P.: 44638

Teléfono: (01-33) 3641-3250 Ciudad: Guadalajara Estado: Jalisco

Integrantes:

Cantón Govea Marco Daniel 12110053

Gonzalez Valencia José Luis 12310172

Camarena Reyes Gerardo Isaac 11310049

García Oropeza Yuneyli 12110103

Rentería Soto Moisés Rigoberto 12110266

Fase Inicial

Introducción

El proyecto consiste en el desarrollo de un prototipo funcional de un brazo robótico destinado al

movimiento de cajas, la intención es, a nivel industrial, el eficientar tiempos y reducir costos a

largo plazo, ya que se requiere un gasto inicial para el desarrollo de los brazos, pero que a gran

escala y a largo plazo se necesitará sólo de algunos operadores para manipular y darle

mantenimiento a las mismas, de modo que los costos, errores y riesgos de personal se verán

reducidos al máximo y se podrá automatizar el proceso.

Planeación del proyecto.

El prototipo estará hecho de acrílico y usarán servomotores para el movimiento mecánico del

brazo y estará montado en una base de madera MDF de 5.5mm. El número de servomotores que

se requerirán para la realización del brazo robótico será de cinco servos.

Planeación y administración del proyecto.

Para no desperdiciar el tiempo para llevar a cabo el proyecto decidimos que se repartiría el trabajo

para optimizar tiempos, de modo que nos dividiremos para comprar los materiales y buscarlos,

mientras que una vez teniendo todo, entre todos nos dedicaremos a la producción del brazo y su

reporte, mientras unos documentaban, hacen el diseño gráfico, el programa para el movimiento

del brazo y el registro de actividades otros lo irán desarrollando.

Estado de técnica

Según la tabla de las clases para el registro de patentes, nuestro proyecto se iría a las clases 8

y 9.

- Máquinas similares en el mercado nacional e internacional

Internacional

LOBOT-ZONE: brazo robótico para hoobistas y aplicaciones de trabajo ligero.

THXB-9529: brazo robótico multipropósito controlado de manera remota por control de

videojuego, utiliza placas controladoras tipo ARDUINO

Nacional

Patentes nacionales e internacionales de maquina similares

- Patente nacional

KUKA ROBOTHER GmBH

- Patentes Internacionales

CONTINENTAL REIFEN DEUTSCHLAND GmBH

Fase Intermedia

- Diseño conceptual Especificaciones de un Brazo-Mano Robótico Mano robótica El efector final, o mano robótica, se puede diseñar para realizar cualquier tarea que se desee como puede ser soldar, sujetar, girar, etc., dependiendo de la aplicación. Por ejemplo los brazos robóticos en las líneas de ensamblado de la industria automovilística realizan una variedad de tareas tales como soldar y colocar las distintas partes durante el ensamblaje. En algunas circunstancias, lo que se busca es una simulación de la mano humana, como en los robots usados en tareas de desactivación de explosivos. Tipos

• Robot cartesiano: Usado para trabajos de “pick and place” (tomar y colocar), aplicación

de impermeabilizantes, operaciones de ensamblado, manipulación de máquinas herramientas y soldadura por arco. Es un robot cuyo brazo tiene tres articulaciones prismáticas, cuyos ejes son coincidentes con los ejes cartesianos.

• Robot cilíndrico: Usado para operaciones de ensamblaje, manipulación de máquinas

herramientas, soldadura por punto, y manipulación en máquinas de fundición a presión. Es un robot cuyos ejes forman un sistema de coordenadas cilíndricas.

• Robot esférico / Robot polar, tal como el Unimate: Usados en la manipulación en

máquinas herramientas, soldadura por punto, fundición a presión, máquinas de desbarbado, soldadura por gas y por arco. Es un robot cuyos ejes forman un sistema polar de coordenadas.

• Robot SCARA: Usado para trabajos de “pick and place” (tomar y colocar), aplicación de

impermeabilizantes, operaciones de ensamblado y manipulación de máquinas herramientas. Es un robot que tiene dos articulaciones rotatorias paralelas para proporcionar elasticidad en un plano.

• Robot articulado: Usado para operaciones de ensamblaje, fundición a

presión, máquinas de desbarbado, soldadura a gas, soldadura por arco, y pintado en spray. Es un robot cuyo brazo tiene como mínimo tres articulaciones rotatorias.

• Robot paralelo: Uno de los usos es la plataforma móvil que manipula

las cabinas de los simuladores de vuelo. Es un robot cuyos brazos tienen articulaciones prismáticas o rotatorias concurrentes.

• Robot Antropomórfico: Similar a la mano robótica de Luke Skywalker

que se le coloca al final de The Empire Strikes Back. Se le da forma para que pueda sustituir a una mano humana, p.e. con dedos independientes incluido el pulgar.

- Diseño Conceptual

1.-Analisis cinematico, el cual tiene por objetivos de- terminar las longitudes optimas de los eslabones que conforman el brazo robotico.

2.- Analisis dinamico, en donde se determinan las car- gas dinamicas, pares y fuerzas, a ser

suministradas por los motores electricos. 3.- Diseno mecanico, en donde se realiza un diseno com pleto del robot, considerando las

dimensiones mecanicas de los motores previamente seleccionados. 4.- Ley de control: en esta etapa se analiza y selecciona la mejor ley de control que permita

realizar un movimiento adecuado de la pistola, controlando de esta forma la deposicion de metal en la pieza y la temperatura alcanzada.

5.- Montaje y puesta en marcha, esta ultima etapa consis- te de montar los elementos mecanicos,

electricos, electronicos y de control para poner en funcionamiento el brazo robotico.

- Diseño gráfico

Lista maestra

Sistema de gestión de calidad:

El proyecto se llevará a cabo bajo un sistema de 5S’ para asegurar que el trabajo y el resultado del

mismo sea mantenga dentro de los estándares de calidad.

Proceso:

El proceso que se requerirá para la elaboración del proyecto será el siguiente;

- Planeación de los requerimientos del proyecto.

- Búsqueda de los materiales.

- Cotización de los materiales.

- Compra de los materiales.

- Diseño del prototipo

- Programación del microcontrolador para los movimientos del prototipo

- Armado del prototipo

- Prueba de funcionamiento

- Documentación del proyecto

Formato:

Esta parte requiere de hojas impresas de la información para la realización del prototipo, para

facilitar esta parte, no repetir la información y hacer que este documento se vuelva más extenso,

se decidió poner dicha información en sus partes respectivas, como en la investigación de

patentes y los costos y cotizaciones requeridas para los materiales del proyecto.

Plan de calidad:

El diseño geométrico del prototipo es la idealización de nuestro producto final, de modo que

desde el principio hasta el fin del proyecto será nuestra guía para tomar a detalle las

especificaciones y desarrollo del prototipo en físico.

Según lo establecido en el diseño geométrico, de acuerdo a los puntos articulables y el

movimiento a realizar, se realizará el programa que se encargará de mandar por medio de señales

electrónicas las ordenes de los movimientos necesarios para su función. La programación se hará

en un microcontrolador Arduino Mega.

Se requerirán cortes laser del acrílico para que las piezas queden en las dimensiones exactas y

requeridas para el desarrollo del prototipo.

Se requiere poner los servomotores en los puntos articulables específicos para el movimiento

adecuado del brazo robótico.

Registro:

- Nombre:

Brazo robótico movido por programación en un microcontrolador.

- Versión:

Primera versión

- Fecha de aprobación:

Aún por especificarse, proyecto sujeto a revisión el día 20 de Julio del 2015

- Proceso al que pertenece:

Innovación de procesos industriales.

Costos directos

Tornillería $5.00 pesos

5 Servos $6.24 dólares actualmente (nosotros los compramos cuando costaban $150.00 pesos

cada uno).

Acrílico más corte con láser $126.00 pesos

Costos Indirectos

Panel completo de madre MDF $195.00 pesos

Arduino Mega $37.03 dólares actualmente (nosotros lo compramos cuando costaba $350.00

pesos)

Costos Totales

Sumando la cantidad de gastos entre costos directos e indirectos tenemos un total en gastos de

$1576.00 pesos.

Fase Final

Diagrama de Operación de Proceso de la construcción de las partes.

Pulido del

acrílico

Corte del

acrílico

Obtención

de uniones

Ejes de las

piezas

Servo-motores

piezas

Ensamble

de piezas

Revisión de

movimiento y

uniones

Programación del

prototipo

Tareas constructivas 1ra 2da 3ra 4ta 5ta 6ta 7ma 8va

Dibujar las piezas X

Cortar las piezas X X

Pulir las piezas X

Revisión de piezas X

Obtención de ejes y servomotores

X

Ensamblaje de piezas X

Revisión de uniones X

Programación de movimientos

X X

Perfeccionamiento X X

Conclusiones

Por producto final podemos decir que el prototipo realmente ayuda a aumentar la eficiencia en la

producción y procesos dentro de la industria, inclusive debido a que al utilizar un microcontrolador

para el control de dicho brazo, los accidentes por errores de personal se ven reducidos

ampliamente, ya que sólo se necesita de un programador que se encargue de determinar el

movimiento que tendrá el brazo robótico. No hace falta mencionar las grandes ventajas en cuestión

de horas de trabajo, disminución de pérdidas de tiempo por incapacidades o accidentes, entre otras

cosas que el uso de robots ayuda a que ocurran. Mayor eficiencia de trabajo, reducción de tiempos,

disminución de accidentes, disminución de costos a mediano y largo plazo, entre otras, son las

ventajas que tiene utilizar brazos robóticos en el entorno industrial.

Bibliografía:

Información obtenida de las siguientes ligas de internet el dia 20 de julio del 2015:

http://www.portalcalidad.com/foros/como-hacer-una-lista-maestra

http://www.uno.edu.mx/SGC/SGC/

http://www.impi.gob.mx/marcas/TARIFAS/TITULOS_CLASES_NCL_10_2013.pdf

http://marcanet.impi.gob.mx/marcanet/controler/ExpedienteBusca

http://www.kukarobotics.com/mexico/es/products/industrial_robots/small_robots/kr6_r

700_fivve/start.htm

https://www.arduino.cc/

http://spanish.alibaba.com/goods/robotic-arm.html