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CONCLUSIONES
Durante el desarrollo de la investigación, se obtiene un conjunto de datos
relevantes que permitieron el cumplimiento de los objetivos propuestos al
inicio de la misma, arrojando conclusiones que vislumbran una serie de
fortalezas y debilidades en el control de posicionamiento para las
articulaciones de un brazo robot de anatomía cartesiana, las cuales se
describen a continuación:
Se analizó la información existente relativa a los robots industriales de
anatomía cartesiana, control de posicionamiento y articulaciones en robótica
industrial; producto de revisar la bibliografía especializada y documentos
referidos al estudio. Dicho análisis se pudo referir al funcionamiento del
sistema, el cual permitió el cumplimiento de parámetros que permitieron
seleccionar las piezas correspondientes para conformar los ejes del brazo
robot, así como la forma más eficiente de ubicarlas para estructurarlo.
Luego, se estableció mediante un diseño las diferentes partes mecánicas
que sirvieron para materializar el robot de anatomía cartesiana propuesto,
debido a que se conformaron los bloques funcionales del sistema con ayuda
de las hojas técnicas de los componentes y se utilizó el software para diseño
asistido por computadora, AutoCAD. Esto permitió crear digitalmente la
estructura del robot y obtener el espacio de trabajo, expresado en
centímetros cúbicos, disponible para el posicionamiento del brazo cartesiano;
por consiguiente, el área dentro la cual el extrusor puede depositar material.
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Más adelante, se formuló la estrategia de control para el posicionamiento
de las articulaciones; gracias al establecimiento de los diagramas de flujo los
cuales permitieron indicar el funcionamiento general del sistema, lo que
generó a su vez el algoritmo en el que se basa el control de posicionamiento
y permitió finalmente la creación de una interfaz básica para el envío de las
coordenadas al brazo robot.
Cabe señalar que la depuración del software permitió la mejora de la
interfaz gráfica; dando lugar a la simplificación del ambiente creado para
interactuar con el usuario.
Seguidamente, se diseñó el circuito electrónico para el desarrollo de las
estrategias de control, a través de los mecanismos acordados para la
comunicación entre el hardware y software, con lo que se creó y ajustó el
circuito electrónico, resultado de haber utilizado el programa Livewire,
consiguiéndose la adaptación de un canal de comunicación de alta
velocidad, vía cable USB, suficiente para transmitir 100bps y satisfacer los
requisitos del sistema.
También, se codificó cada uno de los bloques referentes a los diagramas
de flujos de los programas del microcontrolador y el computador, utilizando
para ello un lenguaje de programación de alto nivel. Esto permitió hacer uso
de diferentes librerías las cuales redujeron la dificultad durante la creación
del software de control, evidenciando la ventaja de utilizar el microcontrolador
PIC18F4550.
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La gran cantidad de memoria que éste último posee, admitió la
codificación de un programa bastante extenso, es decir, un programa con la
cantidad de rutinas deseadas para controlar la posición del robot cartesiano.
Seguidamente, se construyeron las diferentes partes diseñadas, es decir,
el circuito de control en una placa electrónica con ayuda del programa
PCBWizard. Con esto se consiguió una pieza sólida, desde la perspectiva de
conexionado entre componentes electrónicos, que eliminó los contratiempos
producidos por cables sueltos y apartó el riesgo de cortocircuito que se
generaba por controlar el sistema desde un circuito montado en el
protoboard.
Conjuntamente, se estableció la interconexión entre las diferentes partes
construidas, vinculando detalladamente el lenguaje de programación con
cada I/O del PIC18F4550. Logrando con esto un sistema funcional y con
pocas posibilidades de interrupción durante los movimientos del brazo robot
por deficiente conexión.
Posteriormente, se demostró mediante pruebas el correcto funcionamiento
del control de posicionamiento para su posterior depuración; por lo que se
materializó el dispositivo final y se compiló el programa para el control del
sistema, con la ayuda de herramientas mecánicas y un programador de
microcontroladores.
En conclusión, después de ejecutar todas las fases metodológicas y, de
ese modo, cumplir con todos los objetivos específicos, se desarrolló el control
de posicionamiento para las articulaciones de un brazo robot de anatomía
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cartesiana. Logrando codificar un software de control adaptado a un
prototipo, construido para exponer un fragmento del potencial presente en
ésta investigación. Aunque el mismo debe ser depurado; sobre todo en el
aspecto mecánico, representa un claro ejemplo para futuros desarrollos
dentro del ámbito de la robótica en Venezuela.
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RECOMENDACIONES
Toda investigación se realiza con el fin de manejar una problemática o
causas de una situación y, de esta forma, determinar las posibles soluciones.
Basados en la propuesta de control de posicionamiento para un brazo robot
de anatomía cartesiana, que permitirá la manipulación de herramientas para
la fabricación de piezas a través de difusión de material, salieron a relucir
ciertos aspectos que dificultan el desempeño de dicho proyecto. Por ello, se
plantea una serie de recomendaciones con el objeto de corregirlos.
Como principal recomendación, se sugiere cambiar los motores paso a
paso por otros de mayor torque; cada uno estos idénticos entre sí, y utilizar
drivers MOSFET para poder controlarlos con PWM (Pulse-Width Modulation,
Modulación por Ancho de Pulsos); aumentado así la velocidad y potencia de
los ejes del robot.
Del mismo modo, para lograr un óptimo desplazamiento, precisión y
reducir el esfuerzo de los motores en el eje Z, se deben colocar los tornillos
sin fin perfectamente alineados y paralelos entre sí, y barras deslizantes, de
metal, paralelas a cada uno de estos, acoplados a una pieza elaborada a
medida con plástico ABS.
Por otro lado, se deben efectuar mejoras al software, elaborando un
algoritmo para la interpretación archivos .DXF (formato para dibujo asistido
por computadoras), y así maximizar la funcionalidad del sistema, logrando
que éste imprima figuras a partir de un diseño digital complejo.
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A su vez, se sugiere la utilización de materiales livianos y resistentes,
hechos a medida, para conseguir que la estructura se mantenga estable y
nivelada durante su funcionamiento. Esto, aportaría grandes cambios al
sistema ya que logrará aumentar su eficiencia y, en el caso de producirlo en
masa, se originará un abaratamiento de costos.
Por último, se recomienda ampliar las opciones de interacción con el
usuario, agregándose un set de botones con los cuales se pueda navegar a
través de un menú y ejecutar comandos para el posicionamiento sin
necesitar de un computador, abarcando esto un nuevo bloque funcional y
proporcionando versatilidad al sistema.
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Disponible: http://pp3dp.com/images/download/UP%20Quick%20Start%20Guide.pdf. (Consulta: 2011, Octubre 19)
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http://www.zcorp.com/documents/950_9062-ZPrinterBroch_ES.pdf. (Consulta: 2011, Octubre 19).
ANEXOS
70
ANEXO A
HOJAS TÉCNICAS DE COMPONENTES ELECTRÓNICOS
71
ANEXO A (Cont.)
HOJAS TÉCNICAS DE COMPONENTES ELECTRÓNICOS
72
ANEXO A (Cont.)
HOJAS TÉCNICAS DE COMPONENTES ELECTRÓNICOS
73
ANEXO A (Cont.)
HOJAS TÉCNICAS DE COMPONENTES ELECTRÓNICOS
74
ANEXO A (Cont.)
HOJAS TÉCNICAS DE COMPONENTES ELECTRÓNICOS
75
ANEXO A (Cont.)
HOJAS TÉCNICAS DE COMPONENTES ELECTRÓNICOS
76
ANEXO A (Cont.)
HOJAS TÉCNICAS DE COMPONENTES ELECTRÓNICOS
77
ANEXO A (Cont.)
HOJAS TÉCNICAS DE COMPONENTES ELECTRÓNICOS
78
ANEXO A (Cont.)
HOJAS TÉCNICAS DE COMPONENTES ELECTRÓNICOS
79
ANEXO A (Cont.)
HOJAS TÉCNICAS DE COMPONENTES ELECTRÓNICOS
80
ANEXO A (Cont.)
HOJAS TÉCNICAS DE COMPONENTES ELECTRÓNICOS
81
ANEXO A (Cont.)
HOJAS TÉCNICAS DE COMPONENTES ELECTRÓNICOS
82
ANEXO B
PIEZAS MECÁNICAS
83
ANEXO B (Cont.)
PIEZAS MECÁNICAS
84
ANEXO C
CIRCUITO ELECTRÓNICO DE CONTROL
85
ANEXO D
DIAGRAMA DE PINES
86
ANEXO E
RUTINA PARA POSICIONAR EJES EN EL ORIGEN
void origen(){ velo=50; //retardo entre bobinas, velocidad pasox=0; pasoy=0; pasoz=0; while(!input(pin_a0)){ //x a la izquierda FC X D menosX(); } while(!input(pin_a3)){ //y adelante FC Y D menosY(); } while(!input(pin_a4)){ //Z abajo FC Z Izq menosZ(); } }
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ANEXO F
INSTRUMENTO DE VALIDACIÓN POR EXPERTO
MARACAIBO, FEBRERO DE 2012
CIUDADANO
PRESENTE
Se acude a usted, con el propósito de hacer de su conocimiento, que
ha sido seleccionado para validad el T.E.G titulado Control de
posicionamiento para las articulaciones de un brazo robot de anatomía
cartesiana; razón por la cual se solicita de usted, responda a todas las
preguntas formuladas, colocando una X.
Agradeciendo su atención; atentamente,
_________________ _________________ _________________
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ANEXOE (Cont.)
INSTRUMENTO DE VALIDACIÓN POR EXPERTO
VALIDACIÓN POR EXPERTOS
ü Los ítemes están en correspondencia con los objetivos formulados
SÍ NO
ü Existe relación entre los objetivos propuestos y las preguntas
elaboradas
SÍ NO
ü Las pruebas efectuadas evidencian el funcionamiento del modelo
desarrollado
SÍ NO
ü Se precisa la integración entre hardware y software
SÍ NO
ü Considera válido el instrumento
SÍ NO
_________________
FIRMA
89
ANEXOE (Cont.)
INSTRUMENTO DE VALIDACIÓN POR EXPERTO
Yo _________________, portador de la C.I. _________________
manifiesto por este medio que he revisado el instrumento acerca del
Control de posicionamiento para las articulaciones de un brazo robot de
anatomía cartesiana y lo he considerado _________________.
90
ANEXO G ESTRUCTURA DEL ROBOT CARTESIANO
91
ANEXO H
CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES TIEMPO (PERIODO) DE EJECUCIÓN: Abril 2011 – Marzo 2012
N° ACTIVIDADES
MESES
ENERO FEBRERO MARZO
SEMANAS
29 30 31 32 33 34 35 36 37 38
1
Definición del funcionamiento del sistema a desarrollar.
2
Establecimiento de los estímulos de entrada y salida para el sistema.
3
Desarrollo general de los bloques funcionales e interconexiones que componen el sistema.
4
Establecimiento de un diagrama de flujo para indicar el funcionamiento general del sistema.
5
Acuerdo de los mecanismos para la comunicación entre hardware y software.
6
Codificación individual de los bloques del diagrama de flujo.
7 Elaboración del circuito electrónico.
8
Prueba y depuración del programa para el control del sistema.
9
Prueba de conexiones entre el hardware y el software.
• • •
10 Materialización del dispositivo final.
• •
11
Compilación del programa para el control del sistema.
• • • • •