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8/3/2019 Diseo de Un Robot Scara Para El Empaque de Botellas
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DISEO
ESTRUCTURA MECNICA
Ya que le brazo no requiere transportarcargas muy elevadas, se
optara por unmaterial ligero que no aportara pesosignificante a la
estructura, adems quefuera resistente para la aplicacin y
queofreciera aislamiento elctrico.
De acuerdo a los parmetrosanteriormente descritos, hemos
elegidosel acrlico como material de la estructuradel robot y adems
acero en la base paramantener la estabilidad.
DIMENSIONES DE LOS ESLABONES
La posicin inicial del robot se determinapor la posicin inicial
de las botellas
dadas por la coordenada (200,300, 150), yla posicin de la caja
dada por lacoordenada (150, -300, 0). Lasdimensiones de los
eslabones se muestrana continuacin.
Eslabn 1 y 2
Tendrn la misma forma y dimensionesde 20cm de largo, 6cm de
ancho yespesor de 2mm.
El eslabn 1 estar conectado a la basedel robot que se ve a
continuacin.
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Eslabn 3
Este eslabn tendr 12 cm de alto, 6 cmde largo, 3 cm de ancho,
adems de dosplacas de 6x6 cm donde irn conectado
con el eslabn 2.
ESTRUCTURA COMPLETA
ANALISIS CAD
Fuerza aplicada: carga = 40 Newton
Las cargas distribuidas en color morado,en la parte superior del
eslabn, se hacenpara garantizar el anlisis de fuerzamximo que
soporta este eslabn.
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Debido a las caractersticas rgidas del
material, y a la poca carga aplicada de
manera distribuida. Con estos anlisis losresultados arrojan un
factor de seguridadde 6.3. Esto quiere decir que no se
presentarn deformaciones en laestructura de este brazo. A
continuacinse muestran en anlisis de tensin Vonmises con dicha
carga (4 k aprox)
ANALISIS DE TENSIN
Como se puede apreciar en el resultado detensin no se presentan
zonas criticas enel anlisis, por ello se cuenta con un FDS
alto; lo cual indica que no se presentarninconvenientes con la
rigidez delmaterial.
SISTEMA DE TRANSMISIN
En un principio para los eslabones 1 y2 setiene pensado que el
sistema detransmisin sea de acople directo entre elactuador y los
eslabones, aunque este
sistema puede cambiar, en el momento enque se hagan las pruebas
una vez serealice la construccin del brazo.
Para el tercer eslabn se tiene pensado enun sistema de tornillo
de elevacinconectado por polea correa al eje delmotor.
ELEMENTO TERMINAL
El elemento final ser tipo pinza queestar dispuesta en forma
vertical parasujetar la botella del rea de la tapa que
sobresale de la botella, su material en unprincipio lo hemos
definido como acerodebido a sus propiedades para elmecanizado de la
pinza.
SENSORES
Lo primero que necesitan los robotses tener conocimiento del
entorno. Debenposeer sensores que les permitan saberdnde estn, cmo
es el lugar en el que
estn, a qu condiciones fsicas seenfrentan, dnde estn los objetos
con losque deben interactuar, sus parmetrosfsicos, etc.
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Se tiene pensado en usar un sensor pticopara que el robot pueda
saber si haydisponibilidad de botellas a empacar.
Tambin es posible que se usepotencimetros para saber la ubicacin
decada eslabn del robot.
SISTEMA DE CONTROL
Se pueden crear muchas aplicaciones conlos microcontroladores,
entre ellaspodemos mencionar: sistemas de alarmas,juego de luces,
paneles publicitarios, etc.Controles automticos para la Industria
en
general. Entre ellos control de motoresDC/AC y motores de paso a
paso, controlde mquinas, control de temperatura,control de tiempo,
adquisicin de datosmediante sensores, etc.
Para la aplicacin, usaremos unmicrocontrolador de la
familiaPIC16F87X.
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CALCULO DE LOS ACTUADORES
Los actuadores que se implementara sernservomotores DC. Los
clculos de lapotencia de cada motor se muestran a
continuacin. De las medidas que seobservan en la estructura
mecnica seobtiene los volmenes de cada eslabn.
Para la base:
Volumen de la caja base que llevara todoel peso del robot.
Donde:
Donde:
Para el eslabn 1:
Para el eslabn 2:
Para el eslabn 3:
TORQUESPara el eslabn 1:
( ) ( )
() ()
Para el eslabn 2:
( ) ( )
() ()
Para el eslabn 3:
( ) ()
() ()
POTENCIA
La velocidad que queremos usar en losmotores ser de 10/s.
Para el eslabn 1:
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Para el eslabn 2:
Para el eslabn 3:
El actuador del eslabn 1 debe soportar elpeso de los otros
eslabones y el peso de labotella por eso es el que demanda
mayorpotencia. De acuerdo a estos clculos sepuede seleccionar
actuadores en un rango de5 a12 Vdc de tensin.
PROGRAMACIN DE LA RUTINA DEEMPAQUE
INICIO
POSICINHOME
HAY BOTELLAS?
CIERRAR PINZA
ACCIONAR J3
ACCIONAR J1 YJ2
ACCIONAR J3
ABRIR PINZA
VOLVER A HOME
SI
