Robotica industrial y proyecto de mecatronica

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Tarea individual 1

Instrucciones

1. Realiza un diseño computarizado en el programa CAD de tu elección, en el que representes un robot con configuración cilíndrica o polar. Este diseño se entregará en un CD.

2. Realiza una investigación en la fuente de tu elección (fuente confiable) sobre robots con configuración cilíndrica o polar.

3. Realiza un reporte en el que incluyas aproximadamente 10 ejemplos de uso de este tipo de configuración en robots, en las áreas más diversas que puedas (industrial, investigación, entretenimiento, etc.).

Tarea individual 2

Instrucciones

1. Realiza una investigación en fuentes confiables de Internet sobre motores paso a paso.

2. Desarrolla diagramas en los que especifiques cómo integrarías este tipo de motor a un robot con configuración angular con codificadores de disco incrementales, para lograr el control del robot.

Tarea individual 3

Instrucciones

Realiza los siguientes ejercicios considerando los conceptos vistos en el tema y consulta en fuentes confiables haciendo uso de la calculadora. Al finalizar debes comprobar los resultados numéricos utilizando elsoftware de MATLAB.

1. Teniendo el sistema de referencia { B } y un vector en ese sistema, BP=[5,1,1], obtén la ubicación de ese vector en { A }, si { B } está trasladado en tres unidades en el eje AX y está rotado 30° respecto al eje AY.

2. Encuentra la matriz de transformación equivalente para una rotación con ángulos de Euler ZXZ.

3. Dada una matriz de transformación y AP=[4,0,1], encuentra BP.

4. Encuentra la matriz de transformación equivalente para una rotación con



ángulos de alabeo, cabeceo y guiñada en ZXY. 5. Resuelve el modelo cinemático directo primero sin MATLAB y luego usando

MATLAB para el robot que se muestra en la imagen. Debes de encontrar la matriz de transformación que relacione la cuarta articulación con la base en términos de las variables articulares.

Tarea individual 4

Instrucciones

Considerando los conceptos vistos en el tema así como investigación en Internet y fuentes confiables desarrolla lo siguiente:

1. Realiza una investigación de los métodos que existen para desarrollar la Matriz Jacobiana e indica las ventajas y desventajas de cada uno de los métodos.

2. Realiza una investigación de los distintos algoritmos para encontrar el modelo dinámico de robots e indica las ventajas y desventajas de cada uno de ellos.

Tarea individual 5

Instrucciones:

1. Utiliza fuentes confiables como en las bases de datos de la Biblioteca digital para investigar más acerca del control monoarticular y multiarticular de robots

2. Investiga también sobre distintos métodos para diseñar controladores a través del control de esfuerzos.

3. Realiza un cuadro sinóptico en el que compares el control monoarticular con el control multiarticular.



4. Muestra al menos cinco semejanzas y cinco diferencias. 5. Realiza un cuadro sinóptico en donde menciones cada uno de los métodos

para diseño de controladores con control de esfuerzo que encontraste. 6. Muestra en el cuadro sinóptico los conceptos básicos y el tipo de

ecuaciones que utilizan. 7. Señala las semejanzas y diferencias entre cada uno de esos métodos.

Tarea individual 6

Instrucciones:

1. Realiza una investigación en fuentes confiables como las bases de datos de la Biblioteca digital, acerca de cómo los procesos de fundición han cambiado debido al uso de los robots en estos procesos.

2. Investiga acerca de los riesgos presentes al aplicar pintura en la industria y cómo los robots los solucionan.

3. Elabora un ensayo en el que presentes y pruebes tus hipótesis acerca de cómo ha cambiado el trabajo en los procesos de fundición y de aplicación de pintura en la industria.

Este proyecto se basará en un robot con cinco articulaciones rotacionales y una lineal.

1. Haz una investigación en la Biblioteca Digital o en otras fuentes confiables, en la que encuentres al menos tres casos industriales o científicos en los que se haya utilizado un robot con esta configuración.

2. Reporta cada uno de los casos incluyendo información acerca de todos los tipos de sensores y actuadores que fueron necesarios para la solución del problema para el que se insertó el robot.

3. Reporta cuándo se empezaron a utilizar robots de este tipo y los cambios que han adquirido con el desarrollo de la robótica.

4. Menciona cuáles propiedades tienen los tipos de articulaciones de este robot.

5. Haz un diseño CAD en el que muestres los eslabones de este robot unidos por las articulaciones correspondientes.

6. Con las longitudes que escogiste para los eslabones en tu diseño CAD llena la tabla con los parámetros de Denavit-Hartenberg.

7. Obtén la Matriz Jacobiana que relacione las velocidades articulares de las primeras dos articulaciones con las velocidades lineales y angulares de la segunda articulación.

8. Explica en mínimo media cuartilla, cómo realizarías un análisis del modelo dinámico utilizando la formulación de Lagrange-Euler.

9. Explica en mínimo una cuartilla, cómo realizarías el diseño de un controlador PD para este robot si tuvieras disponible el modelo dinámico.



10. Explica cuáles consideraciones necesitarías tener si utilizaras un controlador PID.

11. Elije una de las aplicaciones que encontraste en tu investigación en el avance del proyecto.

12. Menciona en mínimo media cuartilla, todas las consideraciones acerca de la herramienta y el tipo de actuadores y sensores que necesitarías para realizar una aplicación de ese tipo con tu robot.

13. Explica qué tipo de programación (en línea o fuera de línea) es la mejor para realizar tu aplicación y cómo la llevarías a cabo específicamente.

14. Supón que tu robot es un robot ABB y desarrolla el programa en Rapid que te permita llevar a cabo esa aplicación. Para ello puedes apoyarte en el software RobotStudio de ABB, puedes encontrar una versión de demo en el sitio web de ABB. http://www.abb.com>Guía de productos>Robótica>Software.

Tarea individual 1

Instrucciones:

Considerando los conceptos vistos en el tema y consultando fuentes confiables desarrolla los siguientes puntos.

Para la siguiente propuesta de diseño, realiza lo siguiente:

1. Completa el diagrama de fases. 2. Documenta el proyecto incluyendo los estudios preliminares, el anteproyecto

y el proyecto.

Los datos no mencionados se deberán suponer; indica en la solución los supuestos.

Propuesta

Diseñar una cochera eléctrica para utilizarse en una residencia expuesta a condiciones climáticas adversas y por donde se estacionarán dos carros de dimensión mediana.

Análisis del problema

Datos de entrada

Objetivos

Resultado

http://bbsistema.tecmilenio.edu.mx/bbcswebdav/institution/UTM/tetramestre/profesional/me/me07004/comunes/proyecto.htm



Diseño conceptual

Datos de entrada

Objetivos

Resultado

Representación de esquemas

Datos de entrada

Objetivos

Resultado

Desarrollo de detalles

Datos de entrada

Objetivos

Resultado

Diseño final

Datos de entrada

Objetivos

Resultado

Tarea individual 2

Instrucciones:

Con base en las explicaciones del tema 3 y 4 y consultando fuentes confiables, elabora los siguientes puntos:

1. Realiza la selección de concepto con todos los pasos descritos en la Figura 8 del tema 3 para el desarrollo de un envase térmico de tres litros de capacidad.



2. Realiza la definición de arquitectura de producto utilizando y documentando el método de 4 pasos para el diseño de un escáner.

Tarea individual 3

Instrucciones:

Aplicando el concepto de espacio de diseño (revisado en el tema 5) y siguiendo los pasos descritos en el tema 6, establece las especificaciones objetivo y las especificaciones finales en el desarrollo de:

Una nueva máquina de control numérico con control de temperatura para aplicaciones térmicas.

Considera los siguientes esquemas para el desarrollo de tu reporte.



2. En el tema 5 se revisó el concepto de propiedad intelectual, con base en estas ideas investiga en Internet las diferentes patentes que se puedan aplicar a un proyecto de desarrollo de una calculadora similar. Puedes utilizar la liga de la Oficina de Patentes de Estados Unidos. http://www.uspto.gov/

Incluye en el reporte:

o Descripción de la patente. o Características y limitantes.

http://bbsistema.tecmilenio.edu.mx/bbcswebdav/institution/UTM/tetramestre/profesional/me/me07006/bb/tema6.htm



o Ejemplos de su aplicación.

Tarea individual 4

Instrucciones:

Con base en lo aprendido en los temas 7 y 8, desarrolla la siguiente información para una nueva máquina de control numérico con control de temperatura para aplicaciones térmicas:

Los objetivos de diseño evaluándolos con el método de objetivos ponderados.

Estructura de división del trabajo, siguiendo las siguientes reglas: o Cada partida llevada a un nivel más bajo, siempre se divide en dos o

más sub-tareas de dicho nivel. o Si no se puede determinar un tiempo y un responsable para una tarea

es necesario dividirla más. o Deberá incluir cualquier actividad que utilice tiempo o recursos. o El tiempo requerido para llevar a cabo las tareas de un nivel inferior

debe ser la suma de sus sub-tareas. o Las tareas se deben dividir hasta un nivel de detalle adecuado.

Tabla de responsabilidad, relacionando cada tarea con los miembros del equipo.

Gráfica de Gantt, con la distribución de tiempos de cada actividad. Presupuesto tentativo con los gastos que consideres más representativos.

Tarea individual 5

Instrucciones:

I. Con base en el diagrama que revisaste en el tema 9 y que a continuación se presenta, describe la metodología de cuatro pasos aplicada a la elaboración de un prototipo de un brazo mecánico controlado vía remota.

Puedes investigar en diversas fuentes bibliográficas acerca de este prototipo para que plasmes tus ideas con base en los cuatro pasos en la planeación del mismo.



II. Considerando los conceptos vistos en el tema y consultando fuentes confiables, realiza una investigación acerca de la técnica de estereolitografía, fabricación por corte y laminado y deposición por hilo fundido que incluya lo siguiente:

o Explicación del proceso. o Esquemas de la máquina utilizada. o Ventajas y desventajas con respecto a otras técnicas. o Ejemplos de su uso.

Tarea individual 6

Instrucciones:

Con base en los temas 11 y 12 e investigación en diversas fuentes de información, realiza lo siguiente:

1. Utilizando la metodología del teorema pi realiza el diseño analítico de un prototipo para un resorte que será utilizado en el cepillo de un motor eléctrico. Indica en el reporte el desarrollo de cada uno de los cinco pasos de este método.

2. Señala cómo estarían compuestos los costos por materiales y fabricación si se decidiera fabricar físicamente el prototipo. Mencionar únicamente el concepto del gasto, no los precios.



3. Establece tres consideraciones éticas en el desarrollo del resorte.

Con base en el objetivo de este proyecto y a lo revisado en los temas del curso, da respuesta a los siguientes elementos:

1. Desarrollar el modelo descriptivo del diseño del proyecto. Considera la Figura 1 que se encuentra en el primer tema del curso.



2. Desarrollar el modelo prescriptivo del diseño del proyecto. Toma en cuenta las tres etapas que integran este modelo (análisis, síntesis y evaluación).

3. Estudios preliminares: investigar la tecnología necesaria para la implementación del estacionamiento.

4. Cada una de las etapas del anteproyecto, las cuales se presentan en la Figura 4 del tema 2 del curso.

5. Definición de los objetivos del proyecto. 6. Desarrollar cada uno de los pasos para la selección del concepto que será

utilizado en el proyecto. Apóyate de la Figura 8 del tercer tema del curso.

o Desarrollo de las tablas morfológicas del proyecto.



o Desarrollo de la estructura de división del trabajo y las tablas de responsabilidad lineal.

o Definición del presupuesto que se necesitaría de acuerdo a un estimado de los gastos a realizar.

o Definir qué tecnología de desarrollo de prototipos se utilizaría y justificar su respuesta.

o Apartados de las leyes de propiedad industrial a considerar para el registro del diseño del proyecto.

o Diagramas de causa y efecto.

o Documentación del proyecto.

o Informe de resultados –siguiendo el siguiente esquema-, incluyendo los apoyos para la presentación oral.

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