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Una pequeña referencia para los que desean diseñar un manipulador esferico
Tipo: Monografías, Ensayos
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Diseño de Sistemas Multicuerpo -MT
Iván Arturo Calle Flores
GONZALES VICHARRA, Ricardo Mauricio 20180213B REAÑO SOPLA, Eduardo Alfredo 20180205J
A lo largo de la historia el hombre a buscado realizar sus actividades de una manera que se ajuste a las infinitas necesidades que tiene, y por lo cual se ha ido apoyando de herramientas de su época para tratar de acelerar los procesos, mostrando así que se buscaba la automatización desde la antigüedad, y por ello es que el desarrollo de maquinaria que sustituya la mano del hombre en procesos que demanden demasiado esfuerzo ha sido el objetivo desde tiempos inmemorables. El avance de la tecnología en las últimas décadas y la creciente demanda en los múltiples procesos de manufactura para abastecer las industrias, ha generado la necesidad de implementar maquinaria de alta precisión y cuyo control involucre un proceso rápido y eficiente, así los brazos robóticos han sido capaces de realizar tareas complejas con una alta efectividad colaborando así con el desarrollo industrial. En la actualidad se ve a la robótica como un campo de trabajo muy amplio desarrollando nuevas tecnologías en una serie de áreas interdisciplinarias acompañado de sistemas de control, sensores y programación que han hecho posible que múltiples empresas a nivel mundial tengan un alto nivel de producción en poco tiempo, entre ellas las industrias electrónicas, automotrices y en general los procesos de manufactura. En el presente trabajo se elabora el diseño mecánico y electrónico para la implementación de un manipulador robótico esférico de 3 grados de libertad, en donde se expondrán los componentes a usar, el proceso de diseño y
El brazo robótico esférico, también llamado brazo robótico polar, le debe su nombre a la capacidad que tiene para acceder a una zona esférica. Esto se logra gracias a su configuración: dos articulaciones rotacionales y una lineal. La base es giratoria, igual que el brazo robótico cilíndrico, de manera que ambos permiten rotar sobre sí mismos. Pero la singularidad del manipulador esférico radica en su brazo manipulador telescópico, que es capaz de bascular en torno a un eje horizontal, alcanzando así toda la zona esférica a su alrededor. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE UN MANIPULADOR ESFÉRICO Las ventajas que tiene un brazo manipulador esférico son las siguientes: Tiene una mayor accesibilidad que el brazo cilíndrico, y por supuesto mucha más que el brazo cartesiano. Gran variedad de aplicaciones y, en general, una gran capacidad de carga. Éstas son las desventajas de un brazo manipulador esférico: Su sistema de control es complicado, debido a que la geometría de este tipo de brazos robóticos entraña cierta complejidad. El área de trabajo posee una zona muerta, porque se trata de una esfera hueca. Esto significa que el robot no puede desplazarse dentro del volumen de la esfera. Esta área muerta será tan grande como la longitud del brazo extensor. APLICACIONES DE UN MANIPULADOR ESFÉRICO Carga de Maquinaria: Puede alzar maquinaria pesada, ello es muy útil para hacer inspección y mantenimiento de ciertas maquinas herramienta o motores ya que dichas operaciones son más sencillas si los objetos se encuentran suspendidos en el aire. Fundición de metal: Tiene la capacidad de trabajar en ambientes donde se uso metal fundid, para trasladar el mismo en cucharones, también pueden lubricar y refrigerar ciertas piezas o maquinarias involucradas en el proceso. La vida útil del robot se puede alargar si las máquinas a presión pueden controlar su temperatura por tiempos de ciclo uniformes. Soldado: Por ejemplo, en líneas de fabricación de automóviles puede realizar el soldado con una uniformidad de localización e integridad de la soldadura. Robot Unimate- Primer robot Industrial
Componente Descripción
-Tamaño del conector: 5.5mm * 2.1mm
Base Inferior: Acá se colocarán un engranaje de 60 dientes y un rodamiento.
2. Tapa superior: En el centro ira el rodamiento ya mencionado para que haga contacto con la base inferior, este rodamiento se usa para eliminar la fricción de cuando ambas piezas se juntan.
4. Eje: En su centro llevará un nema 17 que servirá para la junta tipo prismática, y en su otro extremo lleva un tope que hará juego con uno de los engranajes de 60 dientes. 5. Soporte del eje prismático: Sirve para hacer que el nut no gire al momento en que el tornillo sin fin rote debido al movimiento del motor paso a paso.
6. Recubrimiento del prismático: Servirá para protección del tornillo sin fin. 7. Tornillo sin fin: Servirá para transformar el movimiento rotacional en prismático. 8. Nut: Este componente junto al tornillo sin fin nos ayudará a transformar el movimiento rotacional en lineal.
11. Gripper: Solo un adorno que nos servirá ver la ubicación que toma nuestro manipulador.
Proceso de ensamblaje 1.- Primero se posiciona la base, a esta se le colocan un engranaje de 60 dientes y un rodamiento para unir con la parte superior de la base. 2.- Ahora para la cubierta de la base, se coloca el motor unido con pernos, además de acoplarle la pieza elaborada para que pueda encajar con el engranaje de 30 dientes.
6.- Se colocarán los soportes del tornillo sin fin y el conector del Nut, para si lograr la transformación de movimiento rotativo a lineal. Se fijan con pernos a la guía y también el gripper. 7.- Ahora se colocará el recubrimiento prismático, se unirá con pernos y tuercas.
8.- Ahora se juntará el soporte del eje con el eje, se le colocara un engranaje de 60 dientes y se le juntará a las demás piezas. 9.- Finalmente, se procederá a colocar la faja que dará movimiento a la segunda junta (en el software solo se mostrará como una relación de posición). Vistas del manipulador: 1.- Vista frontal:
Restricciones del movimiento: 1.- Primera junta: no presenta ningún tipo de restricción, puede girar los 360°. 2.- Segunda Junta: solo podrá girar 255.42° debido a que la base le impide dar los 360°. 3.-Tercera junta: esta se encuentra restringida por topes, se muestran su posición máxima y mínima.
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