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CONSTRUCCIÓN DE UN PROTOTIPO DE ROBOT SCARA PARA APOYAR A LA FABRICACIÓN DE
GUITARRAS DE PARACHO MICH.
Omar Rodríguez Páez, Dr. Leonardo Romero MuñozFacultad de Ingeniería Eléctrica
Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo
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¿Porqué las pequeñas y medianas empresas no utilizan robots?
• Por el alto costo de adquisición de los robots importados.
• Por el mantenimiento prohibitivo.• Por el alto de costo de desarrollo de software
especializado para la aplicación.
Ejemplo
Pulido de guitarras en una fábrica en EUA.
Costo del robot: 45,000USD+importación
Costo de la aplicación: 240,000USD+importación
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Motivación, objetivo y justificación
Objetivo
• Mejorar la producción de guitarras de Paracho.
• Contribuir al impulso e investigación en el área de la robótica en el estado de Michoacán.
• Vinculación con industrias y empresas nacionales.
• Creación de una empresa para la fabricación de robots.
• Mejorar la competitividad para exportar.
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El robot SCARA desarrollado en su etapa inicial.
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Segunda versión de robots SCARAs de cuatro grados de libertad desarrollados en la DEP de la FIE de la UMSNH.
Arquitectura del Robot
• Robot SCARA de 4 grados de libertad.• Altura 65 cm.• Extensión máxima del brazo 50 cm.• Peso aprox. 45 Kg• Dos motores de cd de pasos.• Dos motores de cd con escobillas.• Diseño y construcción física realizada por Rafael Cardiel de la
compañía Cervantes Co. en Paracho Mich.
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Motores de Pasos
• Unipolares de la marca Mycom. PS4913M-02B, 2 fases, 12V, 1.8A/fase y 800pasos/rev (0.45⁰/paso) .
• costo de 145.8 USD.
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Motores de CD con escobillas
• Marca Pittman Lo–Cog DC Servo motor de 24 V, de las series GM8000 y GM9000, dotados de una caja de engranes para reducir la velocidad e incrementar el par.
• Costo aproximado, 180 US Dls.
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SENSORESEncoders
• Dispositivos que pueden ser utilizados para obtener información de posición y/o velocidad.
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• Utilizados para la detección de obstáculos por contacto directo.
• En el robot se usan para detectar los puntos de inicio y final de movimiento.
Sensores de límite
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Controladores Microcontrolador
– Módulo Adapt9S12DP256 con el microcontrolador 9S12DP256C de Motorola.
– Funciones
• Proporcionar las instrucciones de control de velocidad y posición de los motores
• Adquirir datos (a través de sensores)• Comunicarse con la PC
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El robot SCARACircuitos integrados controladores:
SLA7062M para los motores de pasosLMD18200 para los motores de CD
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El robot SCARA
Fuente de alimentación
Se usan 4 fuentes de CD de 24V y una de 5V.
Tres transformadores:Transformador de 127/24V, 10A Transformador de 127/24V, 5ATransformador de 127/24V, 2A
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Control de movimiento• Método de Micropasos
– Se controla la dirección y amplitud del flujo de la corriente en las bobinas 1 y 2 acorde a las funciones seno y coseno.
– Es posible dividir un paso básico del motor hasta en 256 micropasos.
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Movimiento de los ejes del robot
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• Cinemática inversa
– Se conoce la posición y orientación del elemento terminal.
– Se desea determinar los ángulos y geometría de los eslabones para alcanzar la posición y orientación de la herramienta.
Solución geométrica
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• Algunos trabajos sobre madera realizados de forma manual, en los cuales el robot podría ayudar
Rebajado de la tapa Cortes en las barras de la tapa
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• Pruebas en el laboratorio
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• Robot realizando pruebas en el taller de guitarras en Paracho Mich.
• El estudiante de Maestría Roberto Loaeza esta trabajando en un entorno gráfico para controlar al robot.
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Conclusiones y trabajos futurosConclusiones
• El robot construido es un prototipo :• Características equiparables a los robots SCARA importados.• Flexible, robusto, expansible, de plataforma abierta y económico (se cumplió
el objetivo).
• Se construyeron las partes del robot y se dejó listo para el desarrollo de aplicaciones.
• Con el uso de los motores de pasos controlados mediante el método de micropasos se mejoró la precisión (0.1mm) y repetibilidad.
• Velocidad de movimiento lenta comparado con los robots importados, pero adecuado para el corte de madera.
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Conclusiones y trabajos futuros
Trabajos futuros
• Debido a la facilidad de controlar los motores de pasos, remplazar los motores de CD por motores de pasos unipolar o bipolar; reduciendo así el costo.
• Búsqueda de mejoras y el desarrollo de otras aplicaciones.
• Vinculación con industrias y empresas nacionales.
• Creación de una empresa para la fabricación de robots.
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